Sie sind berechtigt, im Handel erhältliche, selbstgefertigte oder auf Amateurfunkfrequenzen umgebaute Sendeanlagen zu betreiben
Zum Selbstbau werden verschiede elektronische Bauteile benötigt
Diese weisen unterschiedliche Eigenschaften auf
In Klasse N gibt es nur wenige, einfache Schaltungen $\rightarrow$ mehr in Klasse E und A
Kenntnisse der Symbole und Bezeichnungen reichen
Alle im Handel erhältlichen, seriengefertigten Funkanlagen müssen die grundlegenden Anforderungen und Bestimmungen des Funkanlagengesetzes (FuAG) einhalten
EU-Konformitätserklärung (CE-Kennzeichnung) vor in Verkehr bringen erstellen
Nur dann dürfen vom Markt bereitgestellte Anlagen in Betrieb genommen werden
Ausnahme: von Funkamateuren selbst gebaute und umgebaute Funkanlagen
Müssen nicht die Anforderungen des Funkanlagengesetzes erfüllen
Müssen keine CE-Kennzeichnung tragen
Leiter und Nichtleiter
Leiter
Nichtleiter
Halbleiter
Leiten elektrischen Strom
Sind meistens aus Metall
Manche können Strom besser leiten als andere
Leiter, sortiert von besonders gut zu weniger gut leitend
Ordnung
Material
1
*Silber*
2
*Kupfer*
3
Gold
4
Aluminium
5
Wolfram
6
Zink
7
*Zinn*
Tabelle N-13.2.1: Einige leitende Materialien
Leiten keinen elektrischen Strom
Auch Isolatoren genannt
Isolatoren
Bezeichnung
Abkürzung
*Porzellan*
*Polyethylen*
*PE*
*Polystyrol*
*PS*
Kork
Polyvinylchlorid
PVC
Polytetrafluorethylen
PTFE
Tabelle N-13.2.1: Einige nicht-leitende Materialien
Stromkreis
Besteht aus einer Spannungsquelle und einem Verbraucher
Die Spannung bringt den Strom zum Fließen
Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen rechteckigen Schaltkreis aus geraden Leitern. Auf der linken vertikalen Seite ist in der Mitte das Symbol einer Spannungsquelle „U“ eingefügt: zwei parallele horizontale Linien quer zum Leiter, die obere (+) länger als die untere (–). Auf dem oberen horizontalen Leiter ist ein geschlossener Schalter dargestellt. In dem rechten vertikalen Leiter befindet sich ein rechteckiger Widerstand „R“. Im oberen horizontalen Leiter gibt es einen mit „I“ beschrifteten Pfeil nach rechts und im unteren horizontalen Leiter einen mit „I“ beschrifteten Pfeil nach links. Alle Bauteile sind in Reihe ohne weitere Abzweigungen verbunden; es sind keine weiteren Beschriftungen vorhanden.">
Abbildung N-13.3.1: Geschlossener Stromkreis
* Unterbricht oder schließt Stromkreis
* Bei offenem Schalter ist der Stromfluss unterbrochen
Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen rechteckigen Schaltkreis aus geraden Leitern. Auf der linken vertikalen Seite ist in der Mitte das Symbol einer Spannungsquelle „U“ eingefügt: zwei parallele horizontale Linien quer zum Leiter, die obere (+) länger als die untere (–). Auf dem oberen horizontalen Leiter ist ein geöffneter Schalter dargestellt. In dem rechten vertikalen Leiter befindet sich ein rechteckiger Widerstand „R“. Alle Bauteile sind in Reihe ohne weitere Abzweigungen verbunden; es sind keine weiteren Beschriftungen vorhanden.">
Abbildung N-13.3.1: Offener Stromkreis
Ausführliche Beschreibung: Das Foto zeigt zwei verschiedene Bauformen von Schaltern. Links steht ein vertikaler Doppelpfeil mit „1 cm“. Rechts davon liegen zwei Bauteile: ein großer Kippschalter mit einem metallenen Hebel und einem blauen Körper sowie ein kleinerer Schiebeschalter mit einem schwarzen, geriffelten Schieber und einem weißen Körper. Unten stehen die Schaltzeichen für einen geschlossenen Schalter und einen offenen Schalter.">
Abbildung N-13.3.2: Schaltzeichen und Bauformen von Schaltern
* Begrenzt den Stromfluss
* Wandelt Strom in Wärme um
Ausführliche Beschreibung: Das Foto zeigt vier verschiedene Bauformen von Widerständen. Links ist das Schaltzeichen für einen Widerstand, ein Rechteck, mit „R“ beschriftet. Daneben steht ein vertikaler Doppelpfeil mit „1 cm“. Rechts davon liegen vier Bauteile: ein kleiner, rechteckiger SMD-Widerstand mit der Beschriftung „1 kΩ“ und „125 mW“, dann ein axialer Schichtwiderstand mit den Angaben „47 kΩ“ und „250 mW“. Rechts davon ist ein Folienwiderstand mit der Beschriftung „620 kΩ" und „2 W“ zu sehen. Am rechten Rand gibt es einen Drahtwiderstand mit „22 kΩ“ und „9 W“.">
Abbildung N-13.3.1: Schaltzeichen und Bauformen von Widerständen
Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen rechteckigen Schaltkreis aus geraden Leitern. Auf der linken vertikalen Seite ist in der Mitte das Symbol einer Spannungsquelle „U“ eingefügt: zwei parallele horizontale Linien quer zum Leiter, die obere (+) länger als die untere (–). Auf dem oberen horizontalen Leiter ist ein geschlossener Schalter dargestellt. In dem rechten vertikalen Leiter befindet sich ein rechteckiger Widerstand „R“. Im oberen horizontalen Leiter gibt es einen mit „I“ beschrifteten Pfeil nach rechts und im unteren horizontalen Leiter einen mit „I“ beschrifteten Pfeil nach links. Alle Bauteile sind in Reihe ohne weitere Abzweigungen verbunden; es sind keine weiteren Beschriftungen vorhanden.">
Abbildung N-13.3.1: Geschlossener Stromkreis
Vom Pluspol zum Minuspol: technische Stromrichtung
Spannungsmessung
Spannungen lassen sich mit einem Messgerät ermitteln
Schaltsymbol "V mit einem Kreis"
Messgerät richtig einstellen
An den richtigen Stellen messen
* Spannung wird zwischen zwei Punkten gemessen
* Parallel zum zu messenden Bauteil
Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen rechteckigen Reihenschaltkreis aus geraden Leitern. Im linken vertikalen Leiter ist eine Spannungsquelle eingezeichnet mit zwei parallelen horizontalen Linien, von denen die obere länger ist als die untere. Parallel zur Spannungsquelle ist ein rundes Schaltzeichen mit der Beschriftung „A“ für ein Amperemeter eingezeichnet. In dem oberen horizontalen Leiter sitzt in der Mitte ein Widerstand. Rechts in dem vertikalen Leiter befindet sich eine Leuchtdiode: ein Dreieck, das nach unten auf eine horizontale Linie zeigt, daneben zwei kleine Pfeile, die schräg nach rechts außen zeigen. Weitere Beschriftungen oder Skalen sind nicht vorhanden.">
Abbildung N-13.4.1: Spannungsmessung
Strom messen
Strommessgeräte messen den elektrischen Strom
Schaltsymbol "A in einem Kreis"
Detaillierte Beschreibung: Eine horizontale Linie verläuft über die gesamte Breite. Etwa in der Mitte ist das folgende Schaltzeichen eingezeichnet: ein Kreis mit einem „A“ in der Mitte. Es sind keine Beschriftungen oder Maße vorhanden.">
Abbildung N-13.5.1: Schaltsymbol Strommessgerät
* Strom wird in Serie mit den Bauteilen gemessen
* Dadurch wird die Stromstärke durch das Bauteil ermittelt
Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen rechteckigen Reihenschaltkreis aus geraden Leitern. Im linken vertikalen Leiter ist eine Spannungsquelle eingezeichnet mit zwei parallelen horizontalen Linien, von denen die obere länger ist als die untere. In dem oberen horizontalen Leiter sitzt in der Mitte ein Widerstand. Rechts in dem vertikalen Leiter befindet sich eine Leuchtdiode: ein Dreieck, das nach unten auf eine horizontale Linie zeigt, daneben zwei kleine Pfeile, die schräg nach rechts außen zeigen. Unten in der Mitte des horizontalen Leiters ist ein rundes Schaltzeichen mit der Beschriftung „A“ für ein Amperemeter. Weitere Beschriftungen oder Skalen sind nicht vorhanden.">
Abbildung N-13.5.1: Strommessung
Ohmsches Gesetz
Elektrische Ladungen werden in Spannungesquellen getrennt, wodurch elektrische Spannung entsteht. Buchstabe $U$, Einheit Volt ($V$).
Elektrische Spannung sorgt für elektrischen Stromfluss in geschlossenem Stromkreis. Buchstabe $I$, Einheit Ampere ($A$).
Verbraucher üben in einem Stromkreis einen Widerstand aus und bremsen den Stromfluß. Buchstabe $R$, Einheit Ohm ($Ω$).
Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen rechteckigen Schaltkreis aus geraden Leitern. Auf der linken vertikalen Seite ist in der Mitte das Symbol einer Spannungsquelle „10 V“ eingefügt: zwei parallele horizontale Linien quer zum Leiter, die obere länger als die untere. In dem rechten vertikalen Leiter befindet sich ein rechteckiger Widerstand. Im oberen horizontalen Leiter gibt es einen Strompfeil nach rechts, der mit „1 mA“ beschriftet ist. Alle Bauteile sind in Reihe ohne weitere Abzweigungen verbunden; es sind keine weiteren Beschriftungen vorhanden.">
Abbildung N-13.6.1: Stromkreis mit Batterie
Proportionalität: $I$ ist proportional zu $U$ mit *Proportionalitätsfaktor* 10000
Der Proportionalitätsfaktor von 10000 aus dem Beispiel ist der Widerstand $R$
Einheit: $1 Ω = 1 V/A$
Der Widerstand aus dem Beispiel beträgt $10000 Ω$ oder $10 kΩ$
Der Widerstand ist das Verhältnis von Spannung und Strom
$ R = \dfrac{U}{I} $
* Spannung und Widerstand bekannt
* Strom unbekannt
$ I = \dfrac{U}{R} $
* Strom und Widerstand bekannt
* Spannung unbekannt
$ U = R\cdot I $
Widerstandsfarbcode
Statt Zahlenwert wird eine Codierung aus Farbringen auf Widerständen aufgedruckt
In diesem Beispiel: $47 \cdot 1000 Ω = 47000 Ω = 47 kΩ$
Die Bedeutung der Farben ist in der Tabelle auf der nächsten Folie
Ausführliche Beschreibung: Die Darstellung enthält einen beigefarbenen Widerstand mit je einem grauen Anschluss links und rechts. Auf dem Widerstand sind von links nach rechts vier schmale Farbringe zu sehen: gelb, violett, orange und grau; zwischen den Ringen ist die normale Gehäusefarbe sichtbar. Drei schwarze Hinweislinien führen von unten zu den ersten drei Ringen und sind mit „1. Ziffer“ (unter dem gelben Ring), „2. Ziffer“ (unter dem violetten Ring) und „Multiplikator“ (unter dem orangefarbenen Ring) beschriftet. Eine weitere schwarze Hinweislinie führt von oben zu dem grauen Ring und ist mit „Toleranz“ beschriftet.">
Abbildung N-13.7.1: Ein Widerstand mit 4 Farbringen
Farbe
Wert
Multiplikator
Toleranz
Silber
-
$\num{0,01}$
$\pm 10 %$
Gold
-
$\num{0,1}$
$\pm 5 %$
Schwarz
0
$\num{1}$
-
Braun
1
$\num{10}$
$\pm 1 %$
Rot
2
$\num{100}$
$\pm 2 %$
Orange
3
$\num{1000}$
-
Gelb
4
$\num{10000}$
-
Grün
5
$\num{100000}$
-
Blau
6
$\num{1000000}$
$\pm 0,25 %$
Violett
7
$\num{10000000}$
$\pm 0,1 %$
Grau
8
$\num{100000000}$
-
Weiß
9
$\num{1000000000}$
-
Keine
-
-
$\pm 20 %$
Tabelle N-13.7.1: Widerstandsfarbcodes Tabelle
Abweichung vom tatsächlichen Wert
Beispiel: silber bedeutet $\pm 10 %$
$10 % \cdot 47 kΩ = 4,7 kΩ$
Widerstandswert zwischen $42,3 kΩ$ und $51,7 kΩ$
Halbleiter
Häufige Halbleiterelemente: Silizium oder Germanium
* Einfachstes Halbleiter-Bauteil: Diode
* Strom kann nur in einer Richtung durch sie hindurchfließen
Ausführliche Beschreibung: Links steht ein Schaltzeichen für eine Diode „D“. Daneben zeigt ein vertikaler Doppelpfeil den Maßstab „1 cm“. In der Bildmitte sind drei kleine Dioden vertikal ausgerichtet: links ein schwarzes, quaderförmiges SMD-Bauteil „EGF1A“ mit den Angaben „50 V / 1 A“; in der Mitte eine kleine, bernsteinfarbene Glasdiode „1N4148“ mit axialen Drahtanschlüssen mit den Angaben „100 V / 200 mA“; rechts davon eine schwarze, zylindrische Kunststoffdiode „1N4007“ mit axialen Anschlüssen mit den Angaben „1000 V / 1 A“. Rechts im Bild befindet sich ein großes, schwarzes Dreibein-Leistungsgehäuse mit Befestigungsloch und drei langen, silbernen Anschlüssen. Unterhalb steht „45 V / 30 A“ und oben rechts im Bild „MBR3045PT“.">
Abbildung N-13.8.1: Schaltzeichen und Bauformen von Dioden
* Anode und Kathode
* Plus-Pol an Anode und Minus-Pol an Kathode: *Diode leitet*
* Plus-Pol an Kathode und Minus-Pol an Anode: *Diode sperrt*
Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung besteht aus zwei Teilen. Im oberen Teil gibt es eine horizontale Linie mit einem Schaltzeichen für eine Diode in der Mitte (Dreiecksspitze nach rechts zeigend). Auf der Linie ist links des Schaltzeichens ein Pfeil nach rechts mit der Beschriftung „Anode“ eingezeichnet. Rechts des Schaltzeichens befindet sich ein Pfeil nach rechts mit der Beschriftung „Kathode“. Im unteren Teil ist eine horizontale Linie eingezeichnet. Von links oben und von links unten gibt es zwei spiegelbildlich angeordnete rote Linien, die auf der horizontalen Linie in einem Winkel zusammentreffen. Durch die beiden roten Linien geht in der Mitte eine vertikale rote Linie, wodurch ein liegendes „A“ gebildet wird. Am Fuße des „A“ stehen nach unten in kleiner Schrift die Buchstaben „node“. An der Winkelspitze der roten Linie gibt es eine vertikale blaue Linie, an deren Schnittpunkt mit der horizontalen Linie zwei blaue Linien nach rechts oben und rechts unten abgehen, wodurch ein großes „K“ entsteht. Am Fuße des „K“ stehen nach rechts in kleiner Schrift die Buchstaben „athode“.">
Abbildung N-13.8.1: Merkhilfe Diode
* Leuchtdiode, "light-emitting diode"
* Leuchtet, sobald Strom durch sie hindurchfließt
* Schaltbild: Diode mit zwei zusätzlichen Pfeilen nach außen
* Verhält sich wie Diode, aber leuchtet
Ausführliche Beschreibung: Das Foto zeigt vier verschiedene Bauformen von Leuchtdioden. Links ist das Schaltzeichen für eine Leuchtdiode, ein nach oben gerichtetes Dreieck mit Querstrich an der Spitze und zwei nach rechts oben gerichteten Pfeilen, mit „D“ beschriftet. Daneben steht ein vertikaler Doppelpfeil mit „1 cm“. Rechts davon liegen vier Bauteile: zunächst eine kleine SMD-LED, daneben eine kleinere, grüne Rund-LED mit der Maßangabe 3 mm. Es folgt eine etwas größere, gelbe LED in Rechteckform ohne Bemaßung. Ganz rechts ist eine große, rote Rund-LED mit zwei langen Anschlussdrähten abgebildet, mit der Maßangabe 10 mm.">
Abbildung N-13.8.1: Schaltzeichen und Bauformen von LEDs
An jedem Widerstand wird elektrische Leistung umgesetzt
Strom fließt durch einen Widerstand $\rightarrow$ Umwandlung von elektrischer Energie in thermische Energie
Je größer der Strom, desto mehr Wärme
Abhängig von Strom und Spannung
$ P = U \cdot I $
$ U = \dfrac{P}{I} $
$ I = \dfrac{P}{U} $
Schaltzeichen und Bauelemente
Funktionsweise ist Stoff für Klasse E und A
Für die Prüfung: Schaltzeichen erkennen
* Speichert eine kleine Menge Energie
* Besteht oft aus zwei parallelen Platten
Ausführliche Beschreibung: Das Foto zeigt vier verschiedene Bauformen von Kondensatoren. Links ist das Schaltzeichen für einen Kondensator, mit „C“ beschriftet. Daneben steht ein vertikaler Doppelpfeil mit „1 cm“. Rechts davon liegen vier Bauteile: zunächst ein kleiner Kondensator mit SMD-Gehäuse mit der Beschriftung „0805 18 pF / 50 V“, daneben ein kleiner Kondensator mit orangefarbener Kappe und zwei langen Anschlüssen mit der Aufschrift „22 pF“ und „50 V“. Rechts oben ist ein grüner, quaderförmiger Kondensator mit zwei Anschlüssen zu sehen, beschriftet mit „100 V“ und „10 nF“. Darunter befindet sich ein großer, roter Kondensator mit zwei Anschlüssen, beschriftet mit „630 V“ und „220 nF“.">
Abbildung N-13.10.1: Schaltzeichen und Bauformen von Kondensatoren
* Speichert auch eine kleine Menge Energie
* Funktioniert technisch aber komplett anders als der Kondensator
* Besteht in den einfachen Fällen aus einem aufgewickelten Draht
Ausführliche Beschreibung: Das Foto zeigt vier verschiedene Bauformen von Spulen. Links ist das Schaltzeichen für eine Spule, vier nach rechts zeigende Halbbögen, mit „L“ beschriftet. Daneben steht ein vertikaler Doppelpfeil mit „1 cm“. Rechts davon liegen vier Bauteile: oben rechts ein gelber Ringkern mit eng gewickeltem, rosafarbenem Draht und zwei Anschlussdrähten, beschriftet „47 µH“ und „3 A“. In der Mitte ist links ein sehr kleines, rechteckiges SMD‑Bauteil in Grün/Weiß mit der Beschriftung „PLCC2 100 nH“ zu sehen. Rechts davon liegt ein brauner, zylindrischer Körper mit Farbringen und der Beschriftung „150 µH“. Unten rechts ist eine Spule mit kupferfarbenem Draht auf schwarzem Spulenkörper mit zwei Lötpins abgebildet, beschriftet mit „5 mH“.">
Abbildung N-13.10.1: Schaltzeichen und Bauformen von Spulen
* Elektrischer Schalter
* Oder Verstärker, je nach Beschaltung
* Hat drei Anschlüsse
Ausführliche Beschreibung: Das Foto zeigt vier verschiedene Bauformen von Transistoren. Links ist das Schaltzeichen für einen Transistor, mit „T“ beschriftet. Daneben steht ein vertikaler Doppelpfeil mit „1 cm“. Rechts davon liegen vier Bauteile: zunächst ein kleiner Transistor mit SMD-Gehäuse mit der Beschriftung „BCW61C 32 V / 100 mA“, daneben ein zylindrischer Transistor mit drei Anschlüssen mit der Aufschrift „BC337-16 45 V / 800 mA“. Rechts oben ist ein große Leistungstransistor mit drei Anschlüssen, einer Befestigungsbohrung und der Beschriftung „BD675 45 V / 4 A“ zu sehen. Darunter befindet sich ein großer Leistungstransistor mit Metalllasche und drei breiten Anschlüssen, beschriftet mit „BD249A 60 V / 25 A“.">
Abbildung N-13.10.1: Schaltzeichen und Bauformen von Transistoren
* Spannung wird zwischen zwei Punkten gemessen
* Parallel zum zu messenden Bauteil
