Strom, Spannung, Widerstand, Leistung, Energie

Gesamtkurs E

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Recht zum Selbstbau

Funkamateure sind davon ausgenommen
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

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 $9 V$

Tabelle NE-6.2.1: Kurzschreibweise für kleine Spannungen
Bezeichnung	Abkürzung	Wert
1 Mikrovolt	$1 µV$	$0,000001 V$
1 Millivolt	$1 mV$	$0,001 V$
1 Volt	$1 V$	$1 V$

* Steckdose: $230 V$ * Elektrostatisch aufgeladene Antenne: $1,5 kV$ * Höchstspannungsleitung: $380 kV$

Tabelle NE-6.2.1: Kurzschreibweise für große Spannungen
Bezeichnung	Abk.	Wert
1 Kilovolt	$1 kV$	$1000 V$
1 Megavolt	$1 MV$	$1000000 V$
1 Gigavolt	$1 GV$	$1000000000 V$

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

Tabelle NE-6.3.1: Beispiele für Ströme
Verbraucher
Leuchtdiode (LED)	$5 mA$	=	$0,005 A$
Transceiver im Empfangsbetrieb	$900 mA$	=	$0,9 A$
Transceiver im Sendebetrieb	$21 A$	=	$21 A$

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= — Abbildung NE-6.4.1: 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

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

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

Tabelle NE-6.5.1: Einige leitende Materialien
Ordnung	Material
1	Silber
2	Kupfer
3	Gold
4	Aluminium
5	Wolfram
6	Zink
7	Zinn

Leiten keinen elektrischen Strom
Auch Isolatoren genannt

Isolatoren

Tabelle NE-6.5.1: Einige nicht-leitende Materialien
Bezeichnung	Abkürzung
Porzellan
Polyethylen	PE
Polystyrol	PS
Kork
Polyvinylchlorid	PVC
Polytetrafluorethylen	PTFE

Stromkreis

Besteht aus einer Spannungsquelle und einem Verbraucher
Die Spannung bringt den Strom zum Fließen

1) Kurzbeschreibung: Einfacher Reihenschaltkreis in rechteckiger Leitungsführung mit Spannungsquelle links, einem geschlossenen Schalter oben und einem Widerstand rechts.
<ol start= — Abbildung NE-6.6.1: Geschlossener Stromkreis

* Unterbricht oder schließt Stromkreis * Bei offenem Schalter ist der Stromfluss unterbrochen

1) Kurzbeschreibung: Einfacher Reihenschaltkreis in rechteckiger Leitungsführung mit Spannungsquelle links, einem geöffneten Schalter oben und einem Widerstand rechts.
<ol start= — Abbildung NE-6.6.1: Offener Stromkreis

1) Kurzbeschreibung: Foto mit zwei Schaltern in unterschiedlichen Bauformen mit Maßstab und zwei Schaltzeichen (offen und geschlossen) für einen Schalter.
<ol start= — Abbildung NE-6.6.2: Schaltzeichen und Bauformen von Schaltern

* Begrenzt den Stromfluss * Wandelt Strom in Wärme um

1) Kurzbeschreibung: Foto mit vier Widerständen in unterschiedlichen Bauformen (SMD, Schichtwiderstand, Folienwiderstand, Drahtwiderstand) mit Maßstab und Schaltzeichen für einen Widerstand.
<ol start= — Abbildung NE-6.6.1: Schaltzeichen und Bauformen von Widerständen

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

Kurzbeschreibung: Horizontale Linie mit einem in der Mitte eingefügten Kreis mit einem „V“ in der Mitte.
<p>Detailbeschreibung: Eine horizontale Linie verläuft über die gesamte Breite. Etwa in der Mitte ist das folgende Schaltzeichen eingezeichnet: ein Kreis mit einem „V“ in der Mitte. Es sind keine Beschriftungen oder Maße vorhanden.">
<figcaption>Abbildung NE-6.7.1: Schaltsymbol Spannungsmessgerät</figcaption></p>
</figure>
</div>
</section>
<section><div class=

1) Kurzbeschreibung: Einfacher Reihenschaltkreis in rechteckiger Leitungsführung mit Spannungsquelle, Widerstand und Leuchtdiode in Reihe sowie einem Voltmeter parallel zur Spannungsquelle.
<ol start= — Abbildung NE-6.7.1: Spannungsmessung

Strom messen

Strommessgeräte messen den elektrischen Strom
Schaltsymbol "A in einem Kreis"

1) Kurze Zusammenfassung: Horizontale Linie mit einem in der Mitte eingefügten Kreis mit einem „A“ in der Mitte.
<ol start= — Abbildung NE-6.8.1: Schaltsymbol Strommessgerät

* Strom wird in Serie mit den Bauteilen gemessen * Dadurch wird die Stromstärke durch das Bauteil ermittelt

1) Kurzbeschreibung: Einfacher Reihenschaltkreis in rechteckiger Leitungsführung mit Spannungsquelle, Widerstand, Leuchtdiode und Amperemeter in Reihe.
<ol start= — Abbildung NE-6.8.1: Strommessung

Strom- und Spannungsmessung II

Der Strom wird im Stromkreis eingeschleift gemessen
Die Spannung wird über den Widerstand gemessen
Der Widerstand im Voltmeter soll hochohmig sein $\rightarrow$ Strom nimmt den Weg des geringsten Widerstandes

1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit einer Spannungsquelle links, einem Messgerät „V“ parallel zur Spannungsquelle, einem Messgerät „A“ im oberen horizontalen Zweig und einem Widerstand „R“ im rechten vertikalen Teil.
<ol start= — Abbildung NE-6.9.1: Korrekte Anordnung zur Messung von Strom und Spannung an einem Widerstand

Zeigerinstrumente ablesen

Richtige Auswahl der zu messenden Größe mit dem Schalter wählen
Richtige Skala anhand des Messbereichs wählen
Ggf. muss um einen Faktor 10 oder 100 multipliziert oder dividiert werden
Vorteil: Es ist intuitiv und man sieht kontinuierliche Änderungen

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<ol>
<li>
<p>Zusammenfassung: Nahaufnahme eines analogen Multimeters mit großer Zeigerskala, zentralem Drehschalter und eingesteckten Messleitungen.</p>
</li>
<li>
<p>Detaillierte Beschreibung: Das Bild zeigt die Front eines Messgeräts „HUNG CHANG HC-5050E“. Oben dominiert eine große, halbkreisförmige Skala mit mehreren übereinanderliegenden Teilungen; außen sind „OHMS“-Markierungen, darunter rote und schwarze Skalen für DCV.A, ACV (rms), ACV (P‑P), dB und weitere Bereiche zu sehen. Ein Spiegelstreifen unter der Skala dient zur Parallaxekorrektur; der Zeiger ist sichtbar. Darunter befinden sich Bedienfelder mit Aufdrucken und Schaltern: links ein geriffelter „0Ω ADJ“-Knopf und ein kleiner Schiebeschalter „POLARITY“, mittig ein „ZERO/ADJ“-Regler, rechts ein Kippschalter „POWER“ auf „ON“ sowie eine leuchtende grüne Kontroll-LED mit der Beschriftung „WORKING SIGN“. Im unteren Bereich sitzt ein großer, schwarzer Drehwahlschalter, umgeben von weißen und orangenen Bereichsangaben für Gleich- und Wechselspannung, Gleichstrom und Widerstand (z. B. 300, 120, 30, 12, 3 sowie X1, X10, X100, X1K, X10K, X100K). Links unten sind zwei Buchsen mit Beschriftung „12A“ und „COM“, rechts unten eine Buchse „V·Ω·A“; in „COM“ steckt ein blaues Kabel, in „V·Ω·A“ ein rotes Kabel. Zahlreiche Skalen- und Bereichsangaben sind fein bedruckt; das Gehäuse ist dunkel und zeigt leichte Gebrauchsspuren."></p>
<figcaption>Abbildung NE-6.10.1: Zeigerinstrument mit mehreren Skalen</figcaption>
</li>
</ol>
</figure>
</div>
</section>
<section><div class=

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<ol>
<li>
<p>Kurzzusammenfassung: Frontansicht einer analogen Messskala in einem beigen Gehäuse mit Zeigeranzeige und mehreren Skalen; der Zeiger steht nahe der 70 auf der äußeren Skala.</p>
</li>
<li>
<p>Detaillierte Beschreibung: Das Bild zeigt das Fenster eines analogen Messgeräts mit weißer Skalenfläche und halbkreisförmiger Mehrfachskala. Außen ist eine 0–90-Teilung mit feinen Strichen zu sehen, Zwischenwerte (z. B. 5, 10, 15, 20, 25, 30) sind in Blau markiert. Darunter verlaufen weitere Skalenbögen, u. a. eine mit logarithmischer Beschriftung in kΩ (0,5k, 1k, 2k, 5k, 10k, 20k, 50k). In der Mitte steht „A • V • Ω“. Ein schmaler Zeiger verläuft schräg nach oben rechts und zeigt knapp rechts von der 70 an. Unten links befinden sich kleine Piktogramme (u. a. ein Warnsymbol und eine „1,5“-Angabe) sowie der Text „15 • 50 • 20000 Hz“. Unten rechts ist ein teilweise sichtbarer „SIEMENS“-Schriftzug mit kleiner Modellbezeichnung. Das Gehäuse ist beige, der Skalenbereich durch Glas abgedeckt; am oberen linken Bildrand leuchtet ein grünes 7‑Segment‑Display mit „7.00“. Im linken Hintergrund ist ein dunkler, textiler oder gerippter Untergrund zu erkennen."></p>
<figcaption>Abbildung NE-6.10.1: Zeigerinstrument mit Spiegel und Parallaxenfehler beim Ablesen</figcaption>
</li>
</ol>
</figure>
</div>
<aside class=

Spitzen- und Effektivwert

* Der Spitzenwert einer Sinusschwingung entspricht der Amplitude * Von Nulllinie bis höchstem Wert * Spitzen-Spitzen-Wert von niedrigstem bis höchstem Wert

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<p>Kurzfassung: Diagramm einer orangefarbenen Sinusspannung U über der Zeit t mit Markierungen T, Û, U_eff und U_ss.</p>
<p>Detailbeschreibung:</p>
<ul>
<li>Links eine vertikale Achse mit Pfeil nach oben und Beschriftung U; durch das Bild verläuft eine horizontale Achse mit Pfeil nach rechts und Beschriftung t. Auf der t-Achse sind mehrere kleine, gleichmäßig verteilte Teilstriche.</li>
<li>Oben über der Grafik ein waagerechter Doppelpfeil über die gesamte Breite, beschriftet T.</li>
<li>Eine orangefarbene Sinuskurve beginnt links bei U=0, steigt zu einem positiven Scheitel links der Mitte, fällt durch U=0 rechts der Mitte, erreicht ein negatives Minimum weiter rechts und kehrt am rechten Rand zu U=0 zurück (eine volle Periode).</li>
<li>Am positiven Scheitel steht ein senkrechter Doppelpfeil vom Nulllinie‑Niveau bis zur Scheitelhöhe, beschriftet Û; auf Scheitelhöhe verläuft eine feine graue waagerechte Hilfslinie.</li>
<li>Weiter rechts auf der fallenden Flanke zeigt ein kürzerer senkrechter Doppelpfeil vom Nulllinie‑Niveau zur Kurve, beschriftet U_eff; seine Höhe ist mit einer kurzen grauen waagerechten Hilfslinie angedeutet.</li>
<li>Rechts der Mitte ist eine senkrechte Linie durch die t-Achse eingezeichnet; daran ein langer senkrechter Doppelpfeil mit Spitzen nach oben und unten, beschriftet U_ss, dessen obere und untere Spitze in etwa die positive Scheitelhöhe bzw. die negative Talhöhe markieren.">
<figcaption>Abbildung NE-6.11.1: Peridoendauer, Spitzenspannung, Effektivspannung und Spitzen-Spitzen-Spannung</figcaption>
</li>
</ul>
</figure>
</div>
</section>
<section><p>$U_{SS} = 2\cdot \hat{U}$</p>
</section>
<section></section>
<section><p>Bei einer Wechselspannung der Wert, der in einem Widerstand zu einer vergleichsweisen Gleichspannung in Leistung umgesetzt wird</p>
<figure class= — Abbildung NE-6.11.1: Effektivwert und Spitzenwert der Spannung im Haushalt

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „U“; Skalenmarkierungen auf der horizontalen Achse bei „0.02 s“, „0.04 s“, „0.06 s“, „0.08 s“ und „0.1 s“, auf der vertikalen Achse bei „+325 V“ und „–325 V“; graue, vertikale und horizontale Linien, von den Skalenmarkierungen ausgehend; gestrichelte horizontale Linie bei „230 V“; sinusförmige Kurve um die Nulllinie.
<ol start= — Abbildung NE-6.11.1: Effektivwert und Spitzenwert der Spannung im Haushalt

$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$

$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$ $U_{eff} = \dfrac{\hat{U}}{\sqrt{2}}$ $U_{eff} = \dfrac{1 V}{1,41} \approx 0,7 V$

$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$ $U_{eff} = \dfrac{\hat{U}}{\sqrt{2}}$ $U_{eff} = \dfrac{12 V}{1,41} \approx 8,5 V$

$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$ $\hat{U} = 12 V\cdot 1,41 \approx 17 V$

$U_{SS} = 2\cdot \hat{U}$ $U_{SS} = 2\cdot 17 V = 34 V$

$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$ $\hat{U} = 230 V\cdot 1,41 \approx 325 V$

Oszilloskop I

* Dauer einer vollständigen Schwingung * Wird zur Ermittlung der Frequenz benötigt, z.B. Oszilloskop

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse beschriftet mit „0“ in Höhe der horizontalen Achse sowie „+“ oberhalb und „–“ unterhalb der horizontalen Achse; sinusförmige Kurve um die Nulllinie; vertikaler blauer Doppelpfeil „Amplitude“ von der Nulllinie zum Scheitelpunkt und horizontaler roter Doppelpfeil „Periode“ entlang der Nulllinie nach Ablauf einer Schwingung.
<ol start= — Abbildung NE-6.12.1: Periode und Amplitude in einer Sinusschwingung

Formelzeichen T, Einheit Sekunde (s)

$T = \dfrac{1}{f} \Rightarrow f = \dfrac{1}{T}$

* Kästchen einer ganzen Periode im Nulldurchgang zählen * Mit der Zeiteinheit multiplizieren * Bei 8 Kästchen und $2 ms$ pro Kästchen $\rightarrow 8 \cdot 2 ms = 16 ms$

1) Kurzbeschreibung: Sinusförmige Kurve in einem Koordinatensystem ohne Achsenbeschriftung.
<ol start= — Abbildung NE-6.12.1: Eine Sinuswelle auf dem Bildschirm eine Oszilloskops

$f = \dfrac{1}{T}$

Erst Periodendauer ermitteln, dann Frequenz ausrechnen

Eine Periode ist 4 Kästchen lang $T = 4 \cdot 5 ms = 20 ms$ $f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{20e-3 s} = $ $0,05 \cdot \frac{1}{\qty{10^{-3}}{\second}} = 0,05 \cdot 10^3 Hz = 0,05 kHz = 50 Hz$

Eine Periode ist 4 Kästchen lang $T = 4 \cdot 3 µs = 12 µs$ $f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{12e-6 s} = $ $0,0833 \cdot \frac{1}{\qty{10^{-6}}{\second}} = 0,0833 \cdot 10^6 Hz = 0,0833 MHz = 83,3 kHz$

* Manchmal werden Signale ungewollt verformt. * Das geschieht zum Beispiel, wenn in einen Verstärker eine zu hohe Eingangsspannung eingespeist wird. * Man sagt dann, der Verstärker ist übersteuert und sein Ausgangssignal verzerrt. * Das kann mit einem Oszilloskop sichtbar gemacht werden.

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<p>Kurzfassung: Oszilloskopanzeige mit einer gelben Sinuskurve im oberen Bereich und einer cyanfarbenen, annähernd rechteckigen Kurve im unteren Bereich.</p>
<p>Detaillierte Beschreibung: Schwarzer Bildschirm mit feinem grauen Raster. Oben links steht „H 200us“. Links am Rand sind die Kanalmarken „1“ (gelb) und „2“ (cyan) zu sehen. Die gelbe Spur verläuft im oberen Bildbereich als gleichmäßige, glatte Sinuswelle und wiederholt sich mehrfach über die Breite. Die cyanfarbene Spur liegt im unteren Bildbereich und zeigt ein periodisches Signal mit flachen Plateaus oben und unten sowie schrägen Anstiegs- und Abfallflanken, ebenfalls mehrfach über die Breite. In der oberen Randlinie befindet sich mittig ein kleines orangefarbenes Symbol; am rechten Rand sind orange Markierungen mit „T“. Unten links zeigt die Legende farbcodiert „1 = 2.00 V“ und „2 = 5.00 V“.">
<figcaption>Abbildung NE-6.12.1: sinusförmiges Eingangssignal (oben) und verzerrtes Ausgangsignal eines übersteuerten Verstärkers</figcaption></p>
</figure>
</div>
</section>
</section>
<section>
<section data-background-color=

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 ($Ω$).

1) Kurzbeschreibung: Einfacher Reihenschaltkreis in rechteckiger Leitungsführung mit Spannungsquelle „10 V“ links, einem Widerstand rechts und einem Strompfeil „1 mA“ nach rechts im oberen horizontalen Leiter.
<ol start= — Abbildung NE-6.13.1: Stromkreis mit Batterie

* Spannung $10 V$ * Strom $1 mA$

Bei $5 V$ verringert sich der Strom auf $0,5 mA$

$\dfrac{U}{I} = \dfrac{10 V}{0,001 A} = \dfrac{20 V}{0,002 A} = \dfrac{5 V}{0,0005 A} = 10000 V/A$

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

1) Kurzbeschreibung: Schematische Darstellung eines Widerstandes mit vier Farbringen, die mit „1. Ziffer“, „2. Ziffer“, „Multiplikator“ und „Toleranz“ beschriftet sind.
<ol start= — Abbildung NE-6.14.1: Ein Widerstand mit 4 Farbringen

Tabelle NE-6.14.1: Widerstandsfarbcodes Tabelle
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	-	-	$\pm 20 %$

Abweichung vom tatsächlichen Wert
Beispiel: silber bedeutet $\pm 10 %$
$10 % \cdot 47 kΩ = 4,7 kΩ$
Widerstandswert zwischen $42,3 kΩ$ und $51,7 kΩ$

SMD-Widerstände

SMD: Surface Mounted Device
Widerstand in sehr kleiner Bauform
Letzte Stelle des aufgedruckten Widerstandswerts gibt die Zehnerpotenz an

1) Kurzbeschreibung: Perspektivisch gezeichneter, rechteckiger, schwarzer SMD-Widerstand mit der Aufschrift „103“.
<ol start= — Abbildung NE-6.15.1: SMD-Widerstand

Widerstandsmaterialien

Draht aus einem Leiter mit gutem konstanten Widerstand trotz ändernder Temperatur
Dadurch ist eine hohe Last möglich
Oftmals gewickelt für mehr Länge
Dadurch nur für niedrige Frequenzen geeignet

Widerstandsmaterial als dünne Schicht auf einem Träger
Hohe Widerstandswerte möglich
Sehr präzise
Geringe Temperaturabhängigkeit

Ähnlich wie Metallschichtwiderstand
Induktionsarm
Für hohe Frequenzen geeignet

Widerstandstoleranzen

Korrektur nach unten und oben vom angegebenen Widerstandswert

Heißleiter und Kaltleiter

* Heißleiter ist ein temperaturabhängiger Widerstand * Englisch: Negative Temperature Coefficient Thermistor (*NTC*) * Leitet bei *hohen Temperaturen* elektrischen Strom besser

1) Kurzbeschreibung: Horizontale Linie mit einem Schaltzeichen bestehend aus einem Rechteck mit einer von rechts oben nach links unten gehenden Linie und einem kurzen horizontalen, nach links weisenden Strich am unteren Ende. Im rechten Teil der Abbildung zwei vertikale Pfeile, einer nach oben, einer nach unten gerichtet.
<ol start= — Abbildung NE-6.18.1: Schaltzeichen eines NTC-Widerstands

* Kaltleiter ist ein temperaturabhängiger Widerstand * Englisch: Positive Temperature Coefficient Thermistor (*PTC*) * Leitet bei *tiefen Temperaturen* elektrischen Strom besser

Halbleiter

Häufige Halbleiterelemente: Silizium oder Germanium

* Einfachstes Halbleiter-Bauteil: Diode * Strom kann nur in einer Richtung durch sie hindurchfließen

1) Kurzbeschreibung: Foto mit vier Dioden unterschiedlicher Bauform und Größe, einem Maßstab und Angaben zu den Grenzdaten.
<ol start= — Abbildung NE-6.19.1: 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*

1) Kurzbeschreibung: Oberer Teil: horizontale Linie mit einem Schaltzeichen für eine Diode in der Mitte; von links kommend ein Pfeil „Anode“, nach rechts abgehend ein Pfeil „Kathode“. Unterer Teil: horizontale Linie; zwei spiegelbildlich zur Linie angeordnete rote Linien von links oben und links unten, die auf der horizontalen Linie in einem Winkel zusammentreffen; vertikale rote Linie durch die beiden roten Linien, wodurch ein liegendes „A“ gebildet wird; unten am Fuße des „A“ die Buchstaben „node“; an der Winkelspitze eine vertikale blaue Linie; an deren Schnittpunkt mit der horizontalen Linie zwei blaue Linien nach rechts oben und rechts unten abgehend, wodurch ein großes „K“ entsteht; unten am Fuße des „K“ die Buchstaben „athode“.
<ol start= — Abbildung NE-6.19.1: 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

1) Kurzbeschreibung: Foto mit vier LEDs in unterschiedlichen Bauformen (SMD, Grün, Gelb, Rot) mit Maßstab und Schaltzeichen für eine LED.
<ol start= — Abbildung NE-6.19.1: Schaltzeichen und Bauformen von LEDs

Leistung

Beispiele: LED-Leuchtmittel $7 W$, Staubsauger $425 W$
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} $

Leistung II

Wir kennen bereits

$P = U\cdot I = \dfrac{U^2}{R} = I^2\cdot R$

Nach U umgestellt: $U = \dfrac{P}{I} = \sqrt{P \cdot R}$

Nach I umgestellt: $I = \dfrac{P}{U} = \sqrt{\dfrac{P}{R}}$

Bei Wechselspannungen muss mit dem Effektivwert gerechnet werden

Dezibel I

Dezibel einfach erklärt

Tabelle NE-6.22.1: Leistungen in $mW$
Was	Leistung in $mW$
effektive Leistung EME-Station	100 000 000
Standard Transceiver	100 000
Kleine Handfunke	1 000
Lautsprechersignal (Zimmerlautstärke)	100
Kopfhörersignal	1
Lautes KW-Signal	0,000 001
Leises KW-Signal (Antenneneingang RX)	0,000 000 000 001

Wer mit diesen Zahlen umgeht, fängt automatisch an, die Nullen zu zählen.

Wir zählen die Nullen (und nennen das Ergebnis "Bel")

Tabelle NE-6.22.1: Leistungen in $mW$ und Bel
Was	Leistung in $mW$	Bel
effektive Leistung EME-Station	100 000 000	8
Standard Transceiver	100 000	5
Kleine Handfunke	1 000	3
Lautsprechersignal (Zimmerlautstärke)	100	2
Kopfhörersignal	1	0
Lautes KW-Signal	0,000 001	-6
Leises KW-Signal (Antenneneingang RX)	0,000 000 000 001	-12

$dBm$ = Dezibel bezogen auf $mW$

Tabelle NE-6.22.1: Leistungen in $mW$ und Bel
Was	Leistung in $mW$	Bel	$dBm$
effektive Leistung EME-Station	100 000 000	8	80
Standard Transceiver	100 000	5	50
Kleine Handfunke	1 000	3	30
Lautsprechersignal (Zimmerlautstärke)	100	2	20
Kopfhörersignal	1	0	0
Lautes KW-Signal	0,000 001	-6	-60
Leises KW-Signal (Antenneneingang RX)	0,000 000 000 001	-12	-120

Empfänger

Eingangssignal: $0,000000000001 mW$
Ausgangssignal: $100 mW$
Benötigte Verstärkung: $\num{100000000000000}$

Sender

Frequenzerzeugende Stufe (Oszillator): $10 mW$
Ausgangssignal: $100000 mW$
Benötigte Verstärkung: $\num{10000}$