Wiederholung und Übungsaufgaben zu Schnittstellen und Datenübertragung – von UART und Baudrate über RS-232 und RS-485 bis zu I²C, SPI, Störungen und Lichtwellenleiter. Zu jeder der 18 Aufgaben lässt sich eine Lösung einblenden.
Sechs Übungsaufgaben zur Datenübertragung – von Übertragungsdauer, Baudrate, Twisted-Pair-Leitungen und RFID-Transpondern über serielle und parallele Busse mit Polling-Zykluszeit, Paritätsprüfung und Bitfehlerhäufigkeit bis zu Störeinkopplung, Leitungsdämpfung, Lichtwellenleitern und dem Pegelplan einer Funkstrecke mit Antenne. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Messwerte, Steuerbefehle und Dateien müssen fast immer von einem Gerät zum anderen. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie sich serielle und parallele Übertragung unterscheiden, wie Du Datenrate, Baudrate, Bitzeit und Übertragungsdauer berechnest, wie Paritätsbit und Prüfsummen Fehler erkennen, wie verdrillte und geschirmte Leitungen und Lichtwellenleiter gegen Störungen helfen, was Echtzeit in der industriellen Kommunikation bedeutet und wie Funkstrecken mit Modulation, Antennen und Pegelrechnung in dBm funktionieren.
Zwei Übungsaufgaben zum CAN-Bus – vom Vergleich mit UART und SPI über Aufbau, Pegel, Abschlusswiderstände, Arbitrierung, Telegrammlänge und Leitungslänge in einem fahrerlosen Transportfahrzeug bis zu Bitstuffing, Bestätigung, Fehlerzählern, der Auswertung von Messungen bei der Fehlersuche und dem Vergleich von Classical CAN, CAN FD und CAN XL an einer elektrischen Kehrmaschine. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Im Auto, in der Medizintechnik und in vielen Maschinen tauschen Steuergeräte ihre Daten über den CAN-Bus aus. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie die Linie mit zwei Abschlusswiderständen aufgebaut ist, wie dominante und rezessive Pegel als Differenzsignal entstehen, wie die bitweise Arbitrierung über den Identifier ohne Datenverlust entscheidet, wie ein Classical-CAN-Telegramm aufgebaut ist, wie CRC, Bitstuffing, Bestätigung und Fehlerzähler Fehler erkennen und eingrenzen, wie Bitrate und Leitungslänge zusammenhängen, wie Du am Bus misst und was CAN FD und CAN XL ändern.
Fünf Übungsaufgaben zu Wechselgrößen und Signalformen – von Spannungsarten, Scheitel- und Effektivwert und der Multimeteranzeige über Takte, Datenübertragung und PWM bis zu Oszillogramm und Funktionsgenerator, Phasenverschiebung im Zeigerdiagramm und der Signalverarbeitung einer Drehzahlerfassung. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Nicht jede Spannung ist eine Gleichspannung. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie Du Gleich-, Wechsel-, Misch- und Impulsspannungen unterscheidest, Scheitel-, Spitze-Spitze- und Effektivwerte umrechnest, Periodendauer, Frequenz und Tastgrad bestimmst, Oszillogramme und Multimeteranzeigen richtig liest und Phasenverschiebungen in Zeitabstände umrechnest.
Wiederholung und Übungsaufgaben zu Spannungsteilern, Potenziometern und Brückenschaltungen – von Maschen- und Knotenregel über belastete Spannungsteiler und Trimmer bis zur Sensorbrücke an einem Komparator. Zu jeder der 15 Aufgaben lässt sich eine Lösung einblenden.
Fünf Übungsaufgaben zum Spannungsteiler – von Widerstandsketten, Pegelanpassung und Toleranzen über Potenziometer mit Vor- und Nachwiderstand und den belasteten Teiler bis zu Taster-Netzwerken, Sensor-Spannungsteilern, verschobenen Schaltschwellen, Impedanzwandler und dB-Dämpfungsglied. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Zwei Widerstände in Reihe – und schon lässt sich jede Spannung zwischen null und der Versorgungsspannung abgreifen. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie Du unbelastete Spannungsteiler und Widerstandsketten berechnest und dimensionierst, wie sich Toleranzen und Lasten auswirken, wozu ein Impedanzwandler dient, wie Du den Einstellbereich eines Potenziometers bestimmst und wie Spannungsteiler in Tasterbeschaltungen, Sensorschaltungen und als Schaltschwelle arbeiten.
Zwei Übungsaufgaben zu realen Spannungsquellen – vom Ablesen der Belastungskennlinie eines Akkupacks über zulässige Belastung, Verlustleistung am Innenwiderstand, Belastungsfälle und die Wahl eines Verstärkers für einen Sensor bis zum Punkt maximaler Leistung eines Solarmoduls, zur Fehlanpassung einer Funkantenne und zum Innenwiderstand eines Pufferakkus. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Warum sinkt die Spannung eines Akkus, sobald ein Verbraucher eingeschaltet wird, und bei welchem Lastwiderstand gibt eine Quelle die größte Leistung ab? Dieser Artikel zeigt, wie Du eine reale Spannungsquelle durch Quellenspannung und Innenwiderstand beschreibst, die Belastungskennlinie auswertest, Leerlauf, Kurzschluss und Leistungsanpassung unterscheidest, Ersatzspannungsquellen bildest und den optimalen Lastwiderstand einer Solarzelle findest.
Wiederholung und Übungsaufgaben zu Schwingkreisen – von Blindwiderständen und Blindleistung über Reihen- und Parallelschwingkreis, Güte und Bandbreite bis zu einer Anwendungsschaltung mit Stromlaufplan, Kapazitätsdiode und Schwingquarz. Zu jeder der 28 Aufgaben lässt sich eine Lösung mit Formel, Ansatz und Ergebnis einblenden.
Zwei Übungsaufgaben zu Schwingkreisen – ein Resonanzversuch an einer RLC-Reihenschaltung mit Bauteilauswahl, Belastbarkeit, Güte, Bandbreite, Saugkreis und Wien-Brücken-Oszillator sowie ein abstimmbarer Empfangskreis mit Kapazitätsdiode, Resonanzwiderstand, Tastkopfeinfluss, Diodenaustausch, Schwingquarz und Abschirmung. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Werden Spule und Kondensator zusammengeschaltet, pendelt Energie zwischen Magnetfeld und elektrischem Feld – bei einer ganz bestimmten Frequenz besonders stark. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie Du die Resonanzfrequenz berechnest und L oder C dafür bestimmst, was im Reihen- und im Parallelschwingkreis bei Resonanz passiert, wie Güte und Bandbreite zusammenhängen, wie Saug- und Sperrkreise Störfrequenzen unterdrücken, wie Kapazitätsdioden einen Kreis elektronisch abstimmen, wozu Schwingquarze und Oszillatoren dienen und worauf Du beim Messen an Schwingkreisen achten musst.
Vier Übungsaufgaben zu Leiterwiderstand, Spannungsfall und Temperaturabhängigkeit – vom Widerstand einer Leiterbahn und eines Spulendrahts über Spannungsfall, Querschnittswahl und heiße Klemmstellen bis zu erwärmten Wicklungen, Heizwiderständen, Glühlampen, Pt100 und Silizium-Sensoren an langen Messleitungen. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Jeder Draht, jede Leiterbahn und jede Klemme hat einen Widerstand – und der ändert sich mit der Temperatur. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie Du den Widerstand von Leitungen, Leiterbahnen und Spulendrähten berechnest, wie Du Spannungsfall und Leiterquerschnitt bestimmst, warum lange Leitungen Messsignale verfälschen, wie sich Kupferwicklungen, Heizwiderstände und Glühlampen bei Erwärmung verhalten, wie Pt100 und Silizium-Temperatursensoren arbeiten und warum lockere Klemmstellen heiß werden.
Fünf Übungsaufgaben zu Leistung, Arbeit und Wirkungsgrad – von Nenndaten, Unterspannung, Kennlinien und Belastbarkeit über Energiekosten, Standby und Amortisation, Batterielaufzeiten, Pufferakkus und Innenwiderstand bis zu Linearregler, DC/DC-Wandler, Datenblattkennlinien, Solarmodul und Derating. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Wie viel Leistung nimmt ein Verbraucher auf, was kostet sein Betrieb, wie lange hält ein Akku durch, und wie viel Energie geht im Netzteil als Wärme verloren? Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie Du Leistung und Verlustleistung berechnest, die Belastbarkeit von Bauteilen prüfst, die zulässige Leistung an einem Stromkreis bestimmst, Energiekosten und Einsparungen ermittelst, Akkukapazitäten und Überbrückungszeiten auslegst und Wirkungsgrade von Netzteilen, Reglern, Wandlern und Solarmodulen berechnest oder aus Datenblättern abliest.
Zwei Übungsaufgaben zu Kondensator und Spule im Gleichstromkreis – von Zeitkonstante, Ladekurve und Oszillogramm über Störimpulsunterdrückung und Freilaufdiode bis zu Power-on-Reset, Entprellung, Zeitglied mit dem NE555, Integrierer und falscher Schützspule. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Ein Kondensator lädt sich nicht schlagartig auf, und der Strom in einer Spule springt nicht von null auf seinen Endwert. Wie schnell das geht, bestimmt die Zeitkonstante τ. Dieser Artikel zeigt, wie Du τ berechnest und abliest, Lade- und Entladeverläufe bestimmst, skizzierst und mit dem Oszilloskop misst, wie RC-Glieder als Power-on-Reset, Entprellung, Takt- und Zeitglied arbeiten, was ein Integrierer aus einem Rechteck macht und warum eine Spule beim Abschalten gefährlich hohe Spannungen erzeugt.
Drei Übungsaufgaben zu Brückenschaltungen – von der Wheatstone-Brücke mit NTC über Abgleich, Temperaturberechnung und Brückenverstärker an einer Pt100-Messbrücke bis zu Konstantstromspeisung, Sensorauswahl und Wechselstrom-Messbrücken für Kapazität und Induktivität. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Wiederholung und Übungsaufgaben zur Gleichstromtechnik – von Leistung, Wirkungsgrad, E-Reihen und Belastbarkeit über die Temperaturabhängigkeit des Widerstands und die Ersatzspannungsquelle bis zu Kondensator und Spule mit der Zeitkonstante τ. Zu jeder der 17 Aufgaben lässt sich eine Lösung einblenden.
Sieben Übungsaufgaben zum Gleichstromkreis – von Grundgrößen, ohmschem Gesetz und I-U-Kennlinien über Messschaltung und Vorwiderstände bis zu gemischten Schaltungen mit Knoten- und Maschenregel, Widerständen für Wert und Belastbarkeit, Spannungen in einer Transistor-Schaltstufe und einem digital umschaltbaren Widerstandsnetzwerk. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Spannung, Strom, Widerstand und Leistung sind das Handwerkszeug für jede Schaltungsberechnung. Dieser Artikel führt Schritt für Schritt vom ohmschen Gesetz über Kennlinien, Messschaltungen und Vorwiderstände zu Reihen-, Parallel- und gemischten Schaltungen, den kirchhoffschen Regeln und digital umschaltbaren Widerstandsnetzwerken.
Zwei Übungsaufgaben zum Drehstromsystem – vom Zuordnen der Aderfarben einer Drehstromzuleitung über die Spannungen zwischen den Leitern, den Anschluss eines Geräts der Schutzklasse I und den Geltungsbereich der DIN VDE 0100 bis zu den Folgen einer Neutralleiter- oder Schutzleiterunterbrechung, einschließlich einer Rechnung zur Sternpunktverschiebung. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Aus der Steckdose kommen 230 V, an der CEE-Steckdose 400 V – beides stammt aus demselben Drehstromnetz. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie die drei um 120° verschobenen Spannungen entstehen, wie Du Außen-, Neutral- und Schutzleiter benennst und an ihren Aderfarben erkennst, wie Außenleiter- und Sternspannung zusammenhängen, wie Verbraucher in Stern und Dreieck geschaltet werden, wie Du die Leistung berechnest und was passiert, wenn der Neutral- oder Schutzleiter unterbrochen ist.
Zwei Spannungsteiler an derselben Spannung, dazwischen ein Messgerät – fertig ist die Brückenschaltung. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie Du die Brückenspannung berechnest, mit der Abgleichbedingung unbekannte Widerstände bestimmst, wie sich eine Messbrücke mit Pt100, NTC oder PTC bei Temperaturänderung verhält, wie Du einen Differenzverstärker als Brückenverstärker berechnest und dimensionierst, wann Konstantstromspeisung oder Dreileiterschaltung besser ist und wie Wechselstrom-Messbrücken Kapazitäten und Induktivitäten messen.
Vier Übungsaufgaben zu Kondensator und Spule im Wechselstromkreis – von Phasenlage, Koppelkondensator und Leistungsmessung über RC-Reihenschaltung mit Zeigerdiagramm und Oszillogramm bis zu Spulenkennwerten aus Messwerten, Blindleistungskompensation, Siebglied, Tiefpass, RLC-Parallelschaltung, Integrierer und Leitungsabschluss. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Am Kondensator eilt der Strom der Spannung voraus, an der Spule hinkt er hinterher – und beide setzen dem Wechselstrom einen Widerstand entgegen, der von der Frequenz abhängt. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie Du Blindwiderstände berechnest, Koppelkondensatoren verstehst, Scheinwiderstand und Phasenwinkel von RC-, RL- und RLC-Schaltungen mit Zeigerdiagrammen bestimmst, Tiefpässe und Siebglieder berechnest, Phasenlagen im Oszilloskopbild abliest, Wirk-, Blind- und Scheinleistung aus Messwerten ermittelst, Blindleistung kompensierst und was die Impedanz einer Leitung bedeutet.
