Grundlagen der Elektrotechnik für den PC-User: Basics leichtverdaulich erklärt (Teil 1)

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Mein Name ist Bernhard Baumgartner und manche von Euch kennen mich vielleicht schon aus anderen Grundlagenartikeln. Um Euch das unter Umständen doch recht trockene Thema „Elektrotechnik Grundkurs“ etwas näher zu bringen, hat mich Igor gebeten, einen Artikel bzw. eine Artikelserie für Euch zu schreiben. Der Hintergrund ist klar, denn in ein paar Tagen geht es […] (read full article...)
 
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Gut und verständlich. Gefällt mir, auch als Elektroniker, richtig gut.
Einen Rechner zusammenschrauben können die meisten. Jedoch das ganze auch sinnvoll und mit möglichst hoher Effizienz zu tun, da trennt sich die Spreu vom Weizen. Da ist u.a. solches Wissen unerlässlich. Bitte mehr davon.
 
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Ich sage es mal so: Du hast mit diesen Erklärungen meine Physik-Defizite komplett beseitigt. Hätte mir mehrere Jahre bei didaktisch überforderten Lehrkräften sparen können, wenn ich den Artikel damals gehabt hätte. Wird sicher bei meinen Kids zum Einsatz kommen. Sehr gut!
 
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@Bernhard: Schließe mich @strolch1969 und @grimm an! Solche Hintergrunds Artikel sind immer wieder gut zu haben!
Eine Anregung, wenn's nach dem Teil 2 auch einen Teil 3 geben wird: die Kapitelüberschriften eines etwaigen Teiles 3 im Abschluss von Teil 2 anteasern. So weiß man als Leser bereits, was als nächstes kommt, und hält die Augen offen dafür.
Völlig OT: verfolgt sonst noch jemand die Live Übertragung des (hoffentlich) ersten Starts von Blue Origins New Glenn von Cape Canaveral ? Vielleicht sehe ich ja, was meine ganzen Bestellungen auf Amazon auch mit finanziert haben 🚀.
 
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Sehr schöner Artikel mit gutem Kompromiss aus Verständlichkeit, Informationsdichte und wissenschaftlicher Korrektheit. Für mich als studierter Physiker war bis auf die Wortherkunft von "Kondensator" allerdings nichts neues dabei. ;)

2 Kleinigkeiten habe ich aber noch anzumerken:
  • Auf Seite 2 solltest du noch die Querschnittsfläche erwähnen und eventuell die Einheiten für den spezifischen Widerstand ergänzen.
  • Auf Seite 5 bei "Mathematische Darstellung" hast du anscheinend einen Fehler beim Latex-Code mit der Mathe-Umgebung. Das sieht so etwas wild aus ...
 
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DANKE!!!! anders kann man es nicht formulieren... direkt "abgespeichert" - auch bei mir eher für die Söhne, weil mein Physiklehrer ähnlich gut erklären konnte... Btw. wenn Igor meinen alten SSD Grundlagenartikel wieder findet und Interesse besteht, den kannst Du gerne mal aufpeppen ;)
 
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Tesetilaro hat gesagt. :
DANKE!!!! anders kann man es nicht formulieren... direkt "abgespeichert" - auch bei mir eher für die Söhne, weil mein Physiklehrer ähnlich gut erklären konnte... Btw. wenn Igor meinen alten SSD Grundlagenartikel wieder findet und Interesse besteht, den kannst Du gerne mal aufpeppen ;)
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Wie hieß der?
 
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Tom42 hat gesagt. :
Danke für die Auffrischung meines Wissens!

Bitte mehr davon.

Hatte einen sehr guten Physiklehrer in der 12./13. Klasse, Dr. Franz Bader.

Hier der Nachruf von 2018: https://www.stuttgarter-nachrichten...gte.ac3c6d6f-6134-4c63-a2a3-c04946d6f2dd.html
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Der Experimentalphysik Prof, den ich im Grundstudium hatte, war auch so einer - ausgezeichnet, konnte die Materie toll vermitteln. War eine der Vorlesungen, die ich - wenn irgend möglich - wirklich nicht verpassen wollte. Bei einigen anderen hingegen...na ja.
 
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Is it just me, oder fehlt die gewöhnliche Diode (die mit ohne Leuchten) in der Aufstellung der Bauteile?
 
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Wenn sich Westinghouse damals nicht durchgesetzt hätte, wie würde unsere Elektrowelt wohl heute aussehen...

Danke für die tolle Erklärung!
 
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hm, ja die Infos sind gut, aber teilweise falsch.
Seite 5:
dort steht, "da fließen 230V Wechselstrom", V ist die Spannung und die liegt an und fließt nicht, das macht A der Strom.
Auch die Darstellung der 230V Wechselspannung ist falsch, es sind +115 V und -115 V, die die 230 V Wechselspannung ergeben. ;)

/klugscheißmodus :D
 
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nobbes hat gesagt. :
hm, ja die Infos sind gut, aber teilweise falsch.
Seite 5:
dort steht, "da fließen 230V Wechselstrom", V ist die Spannung und die liegt an und fließt nicht, das macht A der Strom.
Auch die Darstellung der 230V Wechselspannung ist falsch, es sind +115 V und -115 V, die die 230 V Wechselspannung ergeben. ;)

/klugscheißmodus :D
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Huch! Da hast du recht, das habe ich falsch erzählt! Der Messwert ist ja Spitze-Spitze und nicht Amplitude. Vielen Dank für den Hinweis und Entschuldigung!
 
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@nobbes Bei der unglücklichen Formulierung bin ich bei dir.

Bei der Spannung gibt es aber meines Wissens nach nur in Amerika zwei Phasen die gegenläufig arbeiten. In Deutschland hast du 3 Phasen, die um 120° Phasenverschoben sind und untereinander jeweils Ueff = 400 V haben. Eine einzelne Phase davon schwankt um ca. 320 V (glaube ich, da Ueff = Û / √2 wenn ich mich richtig erinnere) gegen dem Neutralleiter. Oder mache ich gerade einen Denkfehler?

Edit Û / √2 natürlich ... Ich brauche erstmal einen neuen Kaffee ...
 
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Kann mir ehrlich gesagt nicht vorstellen, dass es in Amiland keinen drei Phasen Strom (Drehstrom) gibt.
Vllt. in den Haushalten dort, aber große E-Motoren oder Mashcinen brauchen das fast immer und sowas wird dort ja auch betrieben.
Bei uns kommen immer drei Phasen + 0 an und die teilt man dann auf, wie man es braucht bzw. für Durchlauferhitzer oder E-Herde wird Drehstrom verwendet, wegen der hohen Leistung, die Herde ziehen.
Bernhard hat gesagt. :
Der Messwert ist ja Spitze-Spitze und nicht Amplitude
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jepp und so wären es 460 V, das würde schön knallen.
 
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Super verständliche Anleitung! Finde die Skizzen toll, so kann man solche abstrakten Vorgänge gut visualisieren.

Als Materialwissenschaftler hätte ich durch grobes Drüberfliegen bei Seite 1 wenige Anmerkungen:

- die freien Elektronen einer metallischen Bindung führen zu einem Elektronengas. Metallische Bindungen haben weniger als 4 Elektronen auf der äußersten Schale, wodurch man keine kovalente oder ionische Bindung mehr bekommt. Deshalb wird versucht die Edelgaskonfiguration (gesättigte Schale) durch Abgabe der Valenzelektronen an ein gemeinsames Elektronengas herzustellen. Die Elektronen sind in dem Fall quasi keinem Atom mehr zugeordnet und unlokalisiert. Diese Bindung ist deshalb auch schwächer als andere Bindungsarten, weshalb man u.a. Metalle auch recht gut verformen kann.

- die Gitterstruktur von Cu ist kubisch-flächenzentriert wodurch auch an allen Seitenflächen ein Cu Atom sitzt. Abgebildet ist das kubisch primitive Gitter.

Hier auch eine Darstellung wie man sich ein Elektronengas (blau) vorstellen müsste.

1736767879160.gif
Quelle: https://www2.chemie.uni-erlangen.de/projects/vsc/chemie-mediziner-neu/bindung/metallbindung.html


Danke für den tollen Artikel!
 
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nobbes hat gesagt. :
dort steht, "da fließen 230V Wechselstrom", V ist die Spannung und die liegt an und fließt nicht, das macht A der Strom.
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Ich denke, das kann man schon so schreiben. Der Wechselstrom fliesst. Die Angabe 230 V ist eine zusätzliche Spezifikation, eine Eigenschaft des Wechselchstroms und nicht das Hauptwort.

Dezor hat gesagt. :
Bei der Spannung gibt es aber meines Wissens nach nur in Amerika zwei Phasen die gegenläufig arbeiten. In Deutschland hast du 3 Phasen, die um 120° Phasenverschoben sind und untereinander jeweils Ueff = 400 V haben. Eine einzelne Phase davon schwankt um ca. 320 V (glaube ich, da Ueff = Û / √2 wenn ich mich richtig erinnere) gegen dem Neutralleiter. Oder mache ich gerade einen Denkfehler?
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400 V / √ 3 = 230 V
Versorgt werden die Gebäude mit dreiphasigem Wechselstrom mit 400 V. Dieser wird direkt für stärkere Maschinen, Kochherde und so verwendet. Davon nimmt man 2 Phasen und bekommt zweiphasigen Wechselstrom mit 230 V für die Haushaltssteckdosen.

Ich kenne die Installationen in USA nicht, aber es dürfte das selbe sein, nur jeweils mit der halben Spannung. Der Nachteil ist, dass bei der halben Spannung für die selbe Leistung der doppelte Strom fliessen muss und damit die Leitungsverluste doppelt so hoch sind. Dadurch können von der Trafostation bis zu den Haushalten weniger grosse Distanzen überwunden werden. Man muss die Stromversorgung also engmaschiger mit mehr (dafür kleineren) Transformatoren aufbauen damit die Verluste nicht zu gross werden und die Spannung zu stark abfällt.
 
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Martin Gut hat gesagt. :
Davon nimmt man 2 Phasen und bekommt zweiphasigen Wechselstrom mit 230 V für die Haushaltssteckdosen.
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Man braucht nur eine Phase, die hat zurm Nullleiter 230 V effektive Spannung. Zwei beliebige Phasen haben zueinander 400 V Differenz als effektive Spannung. Und tatsächlich lag ich mit meinen ca. 320 V für die maximale Spannung Û fast richtig:

Dreiphasenwechselstrom – Wikipedia

de.wikipedia.org de.wikipedia.org
Martin Gut hat gesagt. :
Ich kenne die Installationen in USA nicht, aber es dürfte das selbe sein, nur jeweils mit der halben Spannung.
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Laut Wikipedia werden Häuser bis 100 kW in den USA wohl normalerweise per "Einphasen Dreileiternetz" versorgt. https://de.wikipedia.org/wiki/Einphasen-Dreileiternetz Für größere Verbraucher gibt es dort aber auch etwas ähnliches ...
 
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