Strom- und Spannungsversorgung

Aufbaukurs N -> E

Zurück zum Kapitel

Spannungsquellen

  • Die für uns Funkamateure wichtigste Spannungsquelle ist, neben Batterien, das Netzgerät. Es wird über das Stromnetz mit $230 V$ Wechselspannung versorgt und erzeugt eine Gleichspannung von $13,8 V$. Damit lassen sich Funkgeräte und Zubehör versorgen.
  • Wichtig ist, dass die Ausgangsspannung bei Last konstant bleibt.

Bei Netzgeräten, besonders mit einem Metallgehäuse, ist ein normgerechter Anschluss an das Stromnetz wichtig. Der Schutzleiter (grün/gelb) hat dabei die Aufgabe im Fehlerfall die Spannung zur "Erde" abzuleiten und damit die Haussicherung auszulösen, damit keine gefährliche Spannung am Metallgehäuse anliegt. Bei einer 3-adrigen Leitung sind die Adernkennfarben wie folgt festgelegt:

* Außenleiter (L) $\rightarrow$ braun * Neutralleiter (N) $\rightarrow$ blau * Schutzleiter (PE) $\rightarrow$ grün/gelb
Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. <ol> <li> <p>Kurzzusammenfassung: Weiße Seite mit drei Einzelbeschriftungen „L“, „N“ und „PE“ entlang des rechten Randes.</p> </li> <li> <p>Detaillierte Beschreibung: Das Bild ist im Hochformat und ansonsten leer/weiß. Oben rechts steht der einzelne Buchstabe „L“. Weiter unten, etwa im unteren rechten Drittel, steht der einzelne Buchstabe „N“. Ganz unten rechts befindet sich die Beschriftung „PE“. Es sind keine Linien, Symbole, Bauteile, Rahmen, Achsen oder weiteren Elemente sichtbar."></p> <figcaption>Abbildung E-7.1.1: Aderfarben einer 3-adrigen Leitung</figcaption> </li> </ol> </figure> </div> <aside class= Nicht drauf verlassen, sondern messen!

Gleichrichter I

* Um die Wechselspannung zu einer Gleichspannung zu wandeln, benötigen wir einen Gleichrichter. * Die einfachste Möglichkeit ist die Gleichrichtung mit einer Diode, denn eine Diode leitet den Strom nur in eine Richtung.
Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. <p>Kurzzusammenfassung: Schaltplan mit einem Transformator, einer Diode D und einem vertikalen Lastwiderstand RL in Reihe; Pfeile kennzeichnen die Spannungen UE und UL.</p> <p>Detaillierte Beschreibung: Links sind zwei offene Klemmen mit einem sinusförmigen Symbol, das auf eine Wechselspannung hinweist, an die Primärwicklung eines Transformators (gezeichnet mit zwei Spulen, getrennt durch zwei parallele Striche) angeschlossen. Die Sekundärseite führt in einen rechteckigen Stromkreisrahmen. Auf der oberen horizontalen Leitung sitzt mittig eine Diode, darüber mit „D“ beschriftet; das Diodensymbol zeigt ein gefülltes Dreieck, das nach rechts auf einen vertikalen Strich weist. Rechts befindet sich ein vertikal gezeichneter rechteckiger Widerstand, mit „RL“ beschriftet. Neben dem Widerstand zeigt ein Pfeil mit der Beschriftung „UL“ nach unten. Links im Rahmen, neben der Sekundärseite, zeigt ein weiterer Pfeil mit der Beschriftung „UE“ nach unten. Die untere Leitung verläuft zurück zum unteren Anschluss der Sekundärwicklung und schließt den Stromkreis. Es sind keine weiteren Bauteile oder Achsen vorhanden."> <figcaption>Abbildung E-7.2.1: Einweggleichrichter</figcaption></p> </figure> </div> </section> <section><ul> <li>Damit "schneiden" wir von der Wechselspannung die negative Halbwelle ab.</li> <li>Weitere Bauelemente sind notwendig um aus den positiven Halbwellen eine stabile Gleichspannung zu machen, diese lernen wir im Klasse A Kurs kennen. </left></li> </ul> <div class=
Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. <ol> <li> <p>Zusammenfassung: Eine dicke, sinusförmige Kurve ist in einem Koordinatendiagramm mit der senkrechten Achse „U_E“ und der waagerechten Achse „t“ dargestellt.</p> </li> <li> <p>Detaillierte Beschreibung: Links steht eine senkrechte Achse mit Pfeil nach oben und der Beschriftung „U_E“. Eine dünne waagerechte Linie verläuft von links nach rechts durch das Bild, trägt am rechten Ende einen Pfeil und die Beschriftung „t“, und dient als Nulllinie/Bezugsgerade. Eine schwarze, im Vergleich zu den Achsen deutlich dickere, glatte sinusförmige Linie erstreckt sich über die gesamte Breite des Bildes; sie verläuft abwechselnd ober- und unterhalb der waagerechten Linie, bildet mehrere Wellenberge und -täler und schneidet die waagerechte Linie an mehreren Stellen. Am linken Rand schneidet die Kurve die senkrechte Achse oberhalb der waagerechten Linie; nahe dem rechten Rand liegt ein Wellenberg, danach fällt die Kurve leicht ab bis zum Bildrand. Es sind keine Zahlenmarkierungen, Gitterlinien oder Einheiten angegeben."></p> <figcaption>Abbildung E-7.2.1: Eingangsspannung Einweggleichrichter</figcaption> </li> </ol> </figure> <figure class= Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. <ol> <li> <p>Kurzfassung: Diagramm mit einer orangefarbenen Kurve, die drei glatte, nach oben gewölbte Pulse zeigt, getrennt durch Abschnitte auf der Nulllinie.</p> </li> <li> <p>Detaillierte Beschreibung: Ein rechtwinkliges Koordinatensystem mit y‑Achse links (Pfeil nach oben) und x‑Achse unten (Pfeil nach rechts). Die y‑Achse ist mit "U_L" beschriftet, die x‑Achse mit "t". Eine orangefarbene Linie beginnt am Ursprung, steigt glatt an, bildet einen abgerundeten Gipfel oberhalb der x‑Achse und fällt wieder exakt auf die x‑Achse zurück. Danach verläuft die Linie eine Weile als flache Linie auf der x‑Achse, bevor der nächste, gleichartig geformte Puls folgt. Insgesamt sind drei solcher nach oben geöffneten, etwa symmetrischen Bögen zu sehen, jeweils durch horizontale Abschnitte auf der x‑Achse getrennt. Die Kurve überschreitet die x‑Achse nicht nach unten; es gibt keine Skalenmarken, Gitterlinien oder weiteren Beschriftungen."></p> <figcaption>Abbildung E-7.2.2: Lastspannung Einweggleichrichter</figcaption> </li> </ol> </figure> </div> </section> </section> <section> <section data-background-color=

Schaltnetzteil I

  • Schaltnetzteile bringen die Eingangsspannung auf eine höhere Frequenz, wodurch kleinere Transformatoren eingesetzt werden können und bieten effizientere Wege die Ausgangsspannung konstant zu halten.
  • Hoher Wirkungsgrad
  • Geringes Gewicht
  • Geringes Volumen
  • Durch die hohen Frequenzen kann es zu hochfrequenten Störungen kommen, die besonders im Kurzwellenbereich stören.
  • Bei für den Amateurfunk konzipierten Netzgeräten ist das inzwischen kein Problem mehr, bei Netzgeräten in der Unterhaltungselektronik schon.

Sicherungen

  • Im Netzgerät und/oder in der Verbindungsleitung zum Transceiver gibt es sogenannte Feinsicherungen
  • Diese unterbrechen im Fehlerfall (Kurzschluss oder Überlastung) den Stromfluss
1) Kurzbeschreibung: Foto mit drei Feinsicherungen mit unterschiedlicher Auslösezeit in Verpackungen sowie zwei Sicherungshalter. <ol start=
  • Ausführliche Beschreibung: Das Foto zeigt drei Feinsicherungen mit unterschiedlicher Auslösezeit in Verpackungen, beschriftet mit „Träge“ (1,25 A), „Flink“ (6,3 A) und „Mittelträge“ (400 mA). Darunter sind zwei Sicherungshalter gezeigt. Links ist ein zerlegter Sicherungshalter mit Schraubgewinde zu sehen, in dem eine Feinsicherung aus Glas mit Metallkappen an den Enden steckt. Rechts davon befindet sich ein Sicherungshalter mit zwei Klemmen, die eine Feinsicherung aus Glas enthalten.">
    Abbildung E-7.4.1: Feinsicherungen
    • Defekte Sicherungen dürfen nur durch gleichartige ersetzt werden!
    • Dabei ist sowohl auf Stromstärke als auch die Auslösecharakteristik zu achten, die angibt, wie schnell eine Sicherung auslöst (flink, mittelträge, träge).
    flinkFmax. $30 ms$
    mittelträgeMTmax. $90 ms$
    trägeTmax. $300 ms$
    Tabelle E-7.4.1: Kenngrößen von Feinsicherungen

    Weiterlernen

    Zur Kursübersicht