Vier Übungsaufgaben zur Spannungsstabilisierung – vom OPV-geregelten Längsregler mit Strombegrenzung in einem Netzteilmodul über das englische Datenblatt eines Festspannungsreglers und seinen Ersatz durch einen einstellbaren Regler bis zu einer Messkarte mit mehreren und symmetrischen Betriebsspannungen und der Referenzspannung für den A/D-Umsetzer einer Wetterstation. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Hinter Gleichrichter und Ladekondensator schwankt die Spannung noch mit Netz und Last. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie Längsregler aus Transistor und Z-Diode arbeiten, wie eine Regelung mit Spannungsteiler die Ausgangsspannung festlegt und wie eine Strombegrenzung schützt. Danach geht es um integrierte Fest- und einstellbare Regler, ihre Datenblattwerte, Verlustleistung und Wirkungsgrad, das Anheben des Bezugspotenzials, Ersatztypen, Versorgungen mit mehreren und symmetrischen Spannungen sowie um Referenzspannungsquellen und die Inbetriebnahme.
Eine Übungsaufgabe zur Leistungselektronik an einer Folienschweißmaschine: Stromrichter nach dem Energiefluss zuordnen, Zünden und Löschen eines Triacs mit Diac beschreiben, die Leistung eines Heizbands für zwei Zündwinkel berechnen, Spannungsverläufe an Heizband und Triac skizzieren, die Schwingungspaketsteuerung als Alternative beurteilen und Bürstenmotor und BLDC-Motor samt Kaskadenregelung unterscheiden. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Ein Dimmer, ein Heizungssteller, ein Netzteil und ein Motortreiber haben eines gemeinsam: Sie steuern den Energiefluss mit Halbleiterschaltern. Dieser Artikel ordnet die Stromrichter nach Energiefluss, erklärt Schritt für Schritt, wie Thyristor, Triac und Diac zünden und löschen, wie eine Phasenanschnittsteuerung arbeitet und wie Du Spannungsverläufe, Effektivwert und Leistung für einen Zündwinkel bestimmst. Danach geht es darum, wann Phasenanschnitt, Phasenabschnitt oder Schwingungspaketsteuerung passt, und um Gleichstrom- und bürstenlose Kleinmotoren mit PWM und unterlagerter Stromregelung.
Zwei Übungsaufgaben zu Konstantstromquellen – von der Ladeschaltung für Akkupacks mit einstellbarem Linearregler, deren Stromeinstellwiderstand, Einstellbereich und Mindesteingangsspannung Du berechnest, bis zur Transistor-Stromquelle mit LED als Diodenreferenz, die in einer Kühlzelle einen Pt1000 speist: Emitterwiderstand dimensionieren, Sensorspannungen aus einer englischen Kennwerttabelle bestimmen, Eigenerwärmung beurteilen und die Konstantstromspeisung begründen. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Eine Konstantstromquelle hält den Strom durch eine Last fest, egal ob deren Widerstand oder Spannung sich ändert. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie eine Transistor-Stromquelle mit Diodenreferenz und Emitterwiderstand arbeitet und wie Du sie dimensionierst, wie ein einstellbarer Linearregler zur Stromquelle wird und wie Du Stromeinstellwiderstand und Einstellbereich berechnest, wie Stromquellen mit Operationsverstärker funktionieren und warum Temperatursensoren mit Konstantstrom gespeist werden – einschließlich der Arbeit mit einer englischen Kennwerttabelle.
Zwei Übungsaufgaben zur Energieversorgung von Geräten – von der 24-V-Versorgung einer Kleinsteuerung für eine Förderstrecke, für die Du Strombedarf, Netzteilgröße und Netzleistung bestimmst und die passende Quelle für den Testaufbau auswählst, bis zu einem Bodenfeuchte-Messgerät mit drei Betriebsspannungen: eingebautes oder externes Netzteil, Leistungsbilanz, Wahl von Schaltregler und LDO, Steckernetzteil, Schutzklasse III, IP-Code und reparaturfreundliche Gestaltung. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Bevor ein Gerät gebaut wird, muss klar sein, woher es seine Energie bekommt. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie Du die Anforderungen eines Geräts erfasst, eine Leistungsbilanz über mehrere Spannungsebenen aufstellst, eine passende Spannungsquelle auswählst, eine Kleinsteuerung mit 24 V DC versorgst, zwischen integriertem und externem Netzteil abwägst und Schutzkleinspannung sowie Schutzklasse III sicher umsetzt. Zum Schluss geht es um Gehäuse, Bedienung und langlebige, reparierbare Geräte.
Zwei Übungsaufgaben zu Akkus und Batterien – von der gepufferten Echtzeituhr einer Zeitschaltuhr, deren Pufferung Du prüfst, deren Pufferdauer und Gangabweichung Du berechnest und deren Knopfzelle Du fachgerecht entsorgst, bis zum Akkupack für ein mobiles Messgerät: Akkutypen vergleichen, erforderliche Akkuladung und Zellenzahl bestimmen, CC/CV-Ladung beschreiben, Sicherheitshinweise aus einem englischen Datenblatt anwenden und die Austauschbarkeit nach der EU-Batterieverordnung beurteilen. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.
Ohne Akku oder Batterie läuft kein mobiles Gerät, und auch netzbetriebene Geräte brauchen oft eine Zelle, damit die Uhrzeit einen Stromausfall übersteht. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, wie sich Primär- und Sekundärzellen unterscheiden, was Kapazität, Energiedichte, C-Rate und Selbstentladung bedeuten, wie Du Zellen zu Packs verschaltest, die Betriebsdauer berechnest, Akkus richtig lädst und den passenden Akkutyp auswählst. Dazu kommen die Pufferung einer Echtzeituhr, Sicherheitshinweise aus englischen Datenblättern und die fachgerechte Entsorgung.
