Spannungsversorgung

Gesamtkurs N

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Elektrische Spannung

  • Nach Trennung von positiven und negativen Ladungen versuchen diese wieder zusammenzukommen
  • Es liegt eine elektrische Spannung vor
  • Die Einheit ist Volt, abgekürzt $V$
* Empfängereingang: $10 µV$ * Mikrofon: $200 mV$ * Batterie: $1,5 V$ oder $9 V$
BezeichnungAbkürzungWert
1 Mikrovolt$1 µV$$0,000001 V$
1 Millivolt$1 mV$$0,001 V$
1 Volt$1 V$$1 V$
Tabelle N-12.1.1: Kurzschreibweise für kleine Spannungen
* Steckdose: $230 V$ * Elektrostatisch aufgeladene Antenne: $1,5 kV$ * Höchstspannungsleitung: $380 kV$
BezeichnungAbk.Wert
1 Kilovolt$1 kV$$1000 V$
1 Megavolt$1 MV$$1000000 V$
1 Gigavolt$1 GV$$1000000000 V$
Tabelle N-12.1.1: Kurzschreibweise für große Spannungen

Elektrischer Strom

  • Beim Anschluss eines elektrischen Verbrauchers an die Pole einer Spannungsquelle, fangen die Ladungen an sich zu bewegen
  • Das ist ein geschlossener Stromkreis
  • Je nach Spannung und Verbraucher fließt mehr oder weniger Strom
  • Die elektrische Stromstärke wird in Ampere ($A$) gemessen
Verbraucher
Leuchtdiode (LED)$5 mA$=$0,005 A$
Transceiver im Empfangsbetrieb$900 mA$=$0,9 A$
Transceiver im Sendebetrieb$21 A$=$21 A$
Tabelle N-12.2.1: Beispiele für Ströme

Gefahren durch elektrischen Strom

  • An anerkannte Regeln der Technik halten
  • Vom Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik e. V. (VDE)
  • Schutz von Menschen, Tieren und Sachen
  • Wechselspannung (AC) über $50 V$
  • Gleichspannung (DC) über $120 V$
  • Darunter kommt es zu keinen lebensbedrohlichen Beeinträchtigungen des menschlichen Körpers
* Abhängig von Stromstärke und Dauer des Stromflusses * Weg durch den Körper * Ab $30 mA$ lebensgefährliche Schäden
1) Kurzbeschreibung: Schematische Darstellung mit einer Gleichspannungsquelle rechts und einer Strichmännchenfigur, die auf dem negativen Leiter steht und den positiven Leiter berührt; Stromweg über den Körper zur Erde mit orangefarbenen Pfeilen markiert; orangefarbenes Warndreieck mit Ausrufezeichen und der Beschriftung „Lebensgefahr“. <ol start=
  • Ausführliche Beschreibung: Im rechten Teil der Abbildung ist eine Strichmännchenfigur mit einem schwarzen Emoji für Trauer als Kopf zu sehen. Der linke Arm der Figur berührt den oberen Anschlusspunkt einer am rechten Bildrand eingezeichneten Gleichspannungsquelle („⎓ 120 V“). Der Arm ist mit einem orangefarbenen Pfeil in Richtung Kopf versehen. Neben dem Arm steht in orangefarbener Beschriftung „120 mA“. Der rechte Arm ist schwarz gezeichnet und trägt am unteren Ende die Beschriftung „~ 1 kΩ“. Der Körper der Figur ist als orangefarbene Linie mit Pfeil nach unten dargestellt. Das linke Bein ist schwarz eingezeichnet und steht auf der Grundlinie, die vom unteren Anschlusspunkt der Stromquelle kommt und den negativen Leiter darstellt. Das rechte Bein ist orangefarben und steht ebenfalls auf der Grundlinie. Es ist mit einem orangefarbenen Pfeil nach unten versehen. Von der Figur aus geht entlang der Grundlinie eine orangefarbene Linie mit Pfeil nach links ab, die zu einem Massesymbol führt. Im linken oberen Teil der Abbildung gibt es ein orangefarbenes Warndreieck mit Ausrufezeichen und der Beschriftung „Lebensgefahr“.">
    Abbildung N-12.3.1: Stromschlag / Körperdurchströmung
    • Herzrhythmusstörungen, Herzkammerflimmern oder Herzstillstand, insbesondere bei einem Stromweg im Brustbereich
    • Verbrennungen, meist an den Ein- und Austrittstellen des elektrischen Stroms
    • Verkrampfen der Muskulatur
    • Sekundärunfälle wie einen Sturz, verursacht durch den hervorgerufenden Schreck oder eine Muskelverkrampfung
    • Zusätzlich (Stör-)Lichtbogen mit hellem Leuchten über die Luft möglich
    • Kondensatoren können hohe Spannungen speichern
    • Es können in abgeschalteten Geräten noch gefährliche Spannungen anliegen
    • Beim Öffnen von Geräten erfahrenen Funkamateur oder Elektrofachkraft zu Hilfe holen
    • In den ersten Minuten entscheidend für die Schwere der Unfallfolgen
    • Unbedingt Arzt aufsuchen
    • Herzrhythmusstörungen und Herzkammerflimmern können Stunden nach dem Unfall auftreten

    5 Sicherheitsregeln in der Elektrotechnik

    1. Freischalten, z. B. Gerät ausschalten
    2. Gegen Wiedereinschalten sichern, z. B. Stecker ziehen
    3. Spannungsfreiheit feststellen, z. B. mit einem Multimeter messen
    4. Erden und Kurzschließen, z. B. das Gehäuse und Zuleitungen erden
    5. Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken (findet bei einzelnen Geräten meist keine Anwendung)

    Netzgerät

    • Netzgerät wandelt Wechselspannung von $230 V$ aus der Steckdose in kleinere Gleichspannung um
    • Im Amateurfunk wird häufig $13,8 V$ für Transceiver verwendet
    1) Kurzbeschreibung: Bedien- und Anzeigenfeld eines Netzteils mit Digitalanzeigen für Spannung und Strom, Drehknopf zur Spannungseinstellung, Ein-/Aus-Tasten, Überlastanzeige und farbigen Ausgangsbuchsen für die Gleichspannung. <ol start=
  • Ausführliche Beschreibung: Links oben befindet sich ein rechteckiges Sieben-Segment-Display mit der Beschriftung „V“ darüber; es zeigt „13.8“. Rechts oben ein gleiches Display mit der Beschriftung „A“ darüber; es zeigt „00.0“. Mittig steht der Text „Spannungseinstellung“ über einem großen runden Drehknopf mit einem einzelnen Markierungsstrich oben. Links unten ist ein vertikales Doppelfeld mit zwei Tasten, oben „ON“, unten „OFF“. Rechts in der Mitte ist eine runde gelbe Kontroll-LED mit der Beschriftung „Überlast“. Darunter gibt es zwei runde Buchsen mit Polaritätszeichen: links blau mit „−“, rechts rot mit „+“. Unter den Buchsen steht der Text „Ausgang“.">
    Abbildung N-12.4.1: Netzgerät
    • * Beim *Schutzkontaktstecker* gibt es drei Pole * L- und N-Leiter durch Stifte * Dort liegt die $230 V$-Spannung an * *Schutzkontakt* ist der dritte Pol * PE-Leiter durch äußere Schleifkontakte
    1) Kurzbeschreibung: Weiße Schutzkontakt-Steckdose (links) und schwarzer Netzstecker (rechts); rote Markierungen für die seitlichen Schutzkontakte. <ol start=
  • Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung besteht aus zwei Fotos. Links ist eine weiße Einbausteckdose mit Schutzkontakten zu sehen. Rechts ist ein schwarzer Netzstecker mit seitlichen Schutzkontaktstreifen zu sehen. Bei beiden Fotos sind die Schutzkontakte jeweils durch rote Markierungen hervorgehoben.">
    Abbildung N-12.4.1: Schutzkontakt an einer Steckdose und Schukostecker
    • 1) Kurzbeschreibung: Blockschaltbild mit Signalfluss von links nach rechts: Stromquelle („~ 230 V“), Netzgerät („⎓ 13,8 V“), Sicherung, Transceiver, Antenne; Stromquelle mit „Hohe Spannung“ und Verbindung zwischen Netzgerät und Transceiver über die Sicherung mit „Kurzschluss- und Verpolungsgefahr“ beschriftet; zwischen Sicherung und Transceiver Beschriftung „Gleichstrom (I)“. <ol start=
  • Ausführliche Beschreibung: Gezeigt ist ein Blockschaltbild aus mehreren mit zwei horizontalen Linien verbundenen Baugruppen. Ganz links befindet sich eine Stromquelle, dargestellt mit zwei Anschlusspunkten und der Beschriftung „~ 230 V“ sowie in grauer Kursivschrift „Hohe Spannung“. Nach rechts schließt sich ein Netzgerät („⎓ 13,8 V“) an. Dessen oberer Ausgang ist mit einem roten „+“ und der untere Ausgang mit einem schwarzen „–“ versehen. Vom oberen Ausgang geht eine rote Linie über eine rot eingezeichnete Sicherung zum oberen Eingang eines Transceivers (TRX). Die Linie enthält einen nach rechts zeigenden roten Pfeil und ist rot mit „Gleichstrom (I)“ beschriftet. Vom unteren Ausgang des Netzgerätes geht eine schwarze Linie direkt zum unteren Eingang des Transceivers. Der Transceiver ist mit Masse verbunden. Rechts vom Transceiver gibt es einen Ausgang, der zu einer Antenne führt. Zwischen Netzgerät und Transceiver steht in grauer Kursivschrift „Kurzschluss- und Verpolungsgefahr“.">
    Abbildung N-12.4.1: Anschluss von Netzgerät und TRX
    • * Ist zweipolig zum Transceiver * Klemmen sind in der Regel farbig
    * Rot für Plus * Schwarz für Minus * Polung beachten!
    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 N-12.4.1: Feinsicherungen
    • * Unterbrechen Stromfluss im Fehlerfall (Kurzschluss oder Überlastung) * Schmelzsicherungen in denen ein dünner Draht schmilzt * *Durchgebrannte Sicherung* bzw. *thermische Abschaltung*
    • Erst die Ursache beheben
    • Durch gleichartige ersetzen
    • Stromstärke und Auslösecharakteristik
    AuslösecharakteristikKennzeichenAbschaltzeit bei zehnfachem Nennstrom
    flinkFmax. $30 ms$
    mittelträgeMTmax. $90 ms$
    trägeTmax. $300 ms$
    Tabelle N-12.4.1: Kenngrößen von Feinsicherungen
    • In hochwertigen Netzgeräten
    • Im Kurzschlussfall wird die Stromstärke begrenzt
    • Kurzschlussstrombegrenzung
    • Kein Austausch von Sicherungen notwendig

    Batterien und Akkus

    • Spannung durch Ladungstrennung in elektrochemischen Vorgängen
    • Beim Akku ist der Vorgang umkehrbar
    • Plus- oder Minuspol gekennzeichnet
    1) Kurzbeschreibung: Zylindrische Alkaline-Batterie mit gelben Markierungen für den Pluspol und mit Sicherheitshinweisen. <ol start=
  • Ausführliche Beschreibung: Das Foto zeigt eine Batterie mit der Beschriftung „ALKALINE“. Auf dem Foto gibt es gelb umrandete Markierungen für den Pluspol (links), für Sicherheitshinweise „Nicht ins Feuer werfen • Nicht öffnen • Nicht aufladen“ sowie darunter „Auf Polarität achten (+/–)“ (in der Mitte) und eine durchgestrichene Mülltonne. Außerdem gibt es Sicherheitshinweise in englischer Sprache, die auf dem Foto nicht umrandet sind.">
    Abbildung N-12.5.1: Eine Batterie mit Kennzeichnung der Pole und Warnhinweisen
    • 1) Kurzbeschreibung: Horizontale Linie mit dem Symbol für eine Spannungsquelle in der Mitte; links steht die Ziffer „1“, rechts die Ziffer „2“. <ol start=
  • Eine horizontale Linie verläuft von links nach rechts. Links außerhalb der Linie steht die Ziffer „1“, rechts die Ziffer „2“. Etwa in der Mitte befindet sich das Symbol für eine Spannungsquelle: zwei kurze, parallele, senkrechte Linien mit kleinem Abstand; die linke Linie ist länger und schmaler als die rechte. Weitere Bauteile, Beschriftungen oder Achsen sind nicht vorhanden.">
    Abbildung N-12.5.2: Schaltzeichen einer Batterie
    • * Batterien lassen sich hintereinander schalten * Pluspol auf Minuspol der vorhergehenden Batterie * Die Gesamtspannung ist die Summe der Einzelspannungen
    Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. <p>Fünf Batterien in unterschiedlichen Größen nebeneinander angeordnet: Von links nach rechts sind die Batterien in der Größenordnung LR41, AAA, AA und 9V. Jede Batterie hat sichtbare Plus- und Minuszeichen. Die Beschriftungen neben den Batterien lauten "AAA 1,5 V", "AA 1,5 V", "9 V Block", "LR41 1,5 V". Unten rechts befindet sich ein einfaches elektrisches Schaltsymbol für eine Spannungsquelle mit den Bezeichnungen "G", "+" und "-"."> <figcaption>Abbildung N-12.5.1: Verschiedene Batterien und Akkus</figcaption></p> </figure> </div> </section> <section><ul> <li>Vermeiden!</li> <li>Bei Akkus Gefahr der Überhitzung</li> <li>Brandgefahr</li> </ul> </section> <section><ul> <li>In Akkus sind verschiedene chemische Technologien im Einsatz</li> <li>Beim Aufladen angepasste Ladegeräte verwenden</li> <li>Gefahr von Überhitzung, Explosion oder Brand</li> <li>Dadurch kann es zu Verbrennungen, Verätzungen und Vergiftungen kommen</li> </ul> </section> </section> <section data-background-color=

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