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ETV (Subject) / ETV1 (Lesson)

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• Nennen Sie zwei Bedingungen, die beide erfüllt sein müssen, damit ein elektrischer Strom fließen kann. a) Quelle als treibende Kraft (meist Spannungsquelle) b) Geschlossener Stromkreis
• Was versteht man unter dem elektrischen Widerstand (welche Größen verknüpft er wie?)? Der Quotient Spannung dividiert durch elektrischen Strom (Anschaulich gibt der Widerstand anwie hoch die Spannung sein muss, damit ein bestimmter Strom fließt)
• Wie berechnet sich die elektrische Leistung allgemein? P =U * I
• Wie kann der Leistungsumsatz in einem Widerstand mithilfe des ohmschen Gesetzes ausgedrückt werden? P = U * I = R * I * I =  R * I²
• Erläutern Sie das 1. Kirchhoff‘sche Gesetz, den Maschensatz In einem geschlossenen Umlauf ist die Summe aller Spannungen Null.
• Erläutern Sie das 2. Kirchhoff‘sche Gesetz, den Knotensatz Die Summe aller Ströme, die in einen Knoten
• Was wird von einem Messgerät in den DC-Messbereichen angezeigt? Der arithmetische Mittelwert der Messgröße wird angezeigt.
• Welcher Unterschied besteht zwischen einfachen Messgeräten und solchen mit dem Hinweis TRMS bei der Messung von Wechselspannungen bzw. –strömen? Einfache Messgeräte messen den Gleichrichtwert desreinen Wechselsignals und zeigen diesen multipliziert mit 1,11 an. Für sinusförmige Größenentspricht dies dem Effektivwert. Messgeräte, die Hinweis TRMS tragen, messen direkt denEffektivwert des reinen Wechselsignals.
• Wie kann mithilfe eines Shunt-Widerstands der fließende Strom gemessen werden? Er bildet Strom in eine Spannung ab.
• Erklären Sie den Vorteil einer 4-Leiter-Schaltung zur Messung des Stroms mit einem Shunt-Widerstand (Begründung). Bei der 4-Leiter-Schaltung dienen zwei Leitungen dazu den Strom zum Shunt-Widerstand,und wieder von ihm weg zu führen. Die beiden verbleibenden Leitungen werden benutzt umden Spannungsabfall an dem Shunt zu messen. Da diese Widerstände von keinem Stromdurchflossen werden entsteht kein Spannungsabfall an ihnen. Somit wird die Messung durchden Widerstand der Zuleitungen nicht verfälscht.
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• Nennen Sie zwei Vorteile der Stromzange gegenüber dem Shunt-Widerstand. Stromkreis muss nicht aufgetrennt werden. Die Messung liefert automatisch eine galvanischeTrennung.
• Welche Eigenschaft muss ein Strom haben, damit er nach dem transformatorischen Prinzip mit einer Stromzange gemessen werden kann. Es muss ein Wechselstrom sein.
• Erklären Sie warum eine „Allstrom-Zange“ sowohl AC- als auch DC-Spannungen und –Ströme erfassen kann. Bei der Allstrom-Zange wir das Magnetfeld gemessen, welches der zu messende Stromverursacht.
• Nennen Sie den Hauptvorteil einer „Allstrom-Zange“, die auf dem Prinzip der Feldkompensation basiert. Da das Magnetfeld durch die Feldkompensation immer zu Null gemacht wird, werden an dieMagnetfeldmessung keinerlei Anforderungen hinsichtlich Linearität gestellt.
• Wozu dient der Schutzleiter bei Geräten nach Schutzklasse I? Er wirkt als zweiter Strompfad für den Fall eines Isolationsfehlers um vor elektrischem Schlag zuschützen.
• Wie realisieren Geräte der Schutzklasse II, obwohl sie keinen Schutzkontakt haben, die Berührungssicherheit? Durch eine verstärkte bzw. verdoppelte Isolation
• Was versteht man unter einer Sicherheitskleinspannung (SELV)? Eine Spannung bei der eine Berührung aufgrund der Spannungshöhe nicht lebensbedrohlichist und die gegenüber gefährlichen Spannungen galvanisch isoliert ist.
• Was ist der Unterschied zwischen einer SELV und einer PELV Spannung? Bei einer PELV Spannung ist eine funktionale Erdung zulässig
• Nennen Sie die fünf Sicherheitsregeln bei einer Störung. 1) Freischalten 2) gegen Wiedereinschalten sichern 3) Spannungsfreiheit feststellen 4)Erden und Kurzschließen 5) Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken
• Unter welcher Voraussetzung kommt es zu einer Explosion? Wenn gleichzeitig Sauerstoff und ein Brennstoff in einem geeigneten Verhältnis vorhandensind und ausreichend Zündenergie in das Gemisch gebracht wird, kommt es zur Explosion.
• Was versteht man unter primärem, was unter sekundärem Explosionsschutz? Primärer Explosionsschutz vermeidet das Auftreten von explosiver Atmosphäre, sekundärerExplosionsschutz erlaubt die explosive Atmosphäre und zielt auf die Vermeidung geeigneterZündquellen hin.
• Warum gibt es neben der Gerätegruppe, in der die maximal auftretende Energie festgelegt ist, noch eine Temperaturklasse, die einem Gerät zugeordnet wird? Da es keinen Zusammenhang zwischen der erforderlichen Mindest-Zündenergie und derMindest-Zündtemperatur gibt, müssen beide festgelegt werden.
• Nennen Sie sechs Zündschutzarten und erläutern Sie deren Wirkungsweise. 1) Eigensicherheit: (Begrenzung von Strom, Spannung und elektr. Energiespeichern, so dasseine elektrische Zündung ausgeschlossen ist)2) Druckfeste Kapselung: Gehäuse welches einer Explosion im Innern stand hält undaufgrund der Spaltmaße eine Ausbreitung der Explosion aus dem Gehäuse heraus nichtmöglich ist.3) Überdruckkapselung: Flutung des Gehäuses durch ein nicht brennbares Gas mit einemgewissen Überdruck, so dass im Gehäuse keine explosionsfähige Atmosphäre entstehenkann.4) Vergusskapselung 5) Sandkapselung 6) ÖlkapselungSepariert potentielle Zündquellen von der zündfähigen Atmosphäre durch Verguss, Sand,oder Öl.
• Worauf basiert die Zündschutzart Eigensicherheit? (Redundante) gleichzeitige Begrenzung von Strom (I) und Spannung (U) so dass im Fehlerfallkein zündfähiger Funke entstehen kann.
• Warum ist die Zündschutzart Eigensicherheit für Mess- und Regel-Systeme besonders geeignet? Wegen der einfachen Installation und der Möglichkeit von Wartung, Erweiterung undAustausch von Komponenten im Betrieb einer Anlage.
• Welcher Nachteil ist mit der Zündschutzart Eigensicherheit verbunden? Die verfügbare Leistung ist sehr stark begrenzt / 1-2 W)
• Erklären Sie die Funktion einer Zener-Barriere. Die Spannung wird durch Zenerdioden begrenzt. Eine Sicherung schützt dieZenerdioden vor Überlastung. Zur Begrenzung des Stroms in dem Stromkreis, der in den Ex-Bereich führt, dient ein Widerstand.
• Wie kann es bei der Spannungsmessung zu einer Rückwirkung des Messgerätes auf das Messobjekt kommen? Welche Forderung muss aufgestellt werden um die Rückwirkung zu minimieren? Wenn der Innenwiderstand des Messgerätes nicht ausreichend hoch gegenüber demInnenwiderstand des Prüflings ist. Der Innenwiderstand des Messgerätes muss so groß wiemöglich sein.
• Wie kann es bei der Strommessung zu einer Rückwirkung des Messgerätes auf das Messobjekt kommen? Welche Forderung muss aufgestellt werden um die Rückwirkung zu minimieren? Wenn der Innenwiderstand des Messgerätes nicht ausreichend klein gegenüber demInnenwiderstand des Prüflings ist. Der Innenwiderstand des Messgerätes muss so klein wiemöglich sein.
• Was versteht man bei einem Operationsverstärker unter Rückkopplung? Wenn der Ausgang eines Operationsverstärkers mit einem der Eingänge direkt, oder über ein,bzw. auch mehrere Bauteile verbunden ist.
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• Wie verhält sich ein Operationsverstärker ohne Rückkopplung? Er verhält sich als Komparator mit einer Schaltschwelle (ohne Hysterese).
• Was versteht man bei einem Operationsverstärker unter Mitkopplung und was bewirkt sie? Die Verbindung des Ausgangs mit dem nicht-invertierenden Eingang über einen Widerstand.Die Mitkopplung bewirkt Hysterese; anstelle von einer, gibt es zwei Schaltschwellen.
• Was versteht man bei einem Operationsverstärker unter Gegenkopplung und was bewirkt sie? Die Verbindung des Ausgangs mit dem invertierenden Eingang über einen Widerstand. Der Operationsverstärker wirkt als Verstärker. 
• Wann hat eine Operationsverstärkerschaltung ein invertierendes, wann ein nicht-invertierendes Verhalten? Wenn die Eingangsspannung auf den invertierenden Eingang geführt wird, so ergibt sich eininvertierendes Verhalten.
• Was versteht man unter „single Supply“? Anstelle einer symmetrischen Versorgung mit einer positiven und einer negativen Spannungwird bei single Supply nur eine Versorgungsspannung (gegenüber dem Bezugspotential)bereitgestellt.
• Wozu dienen Filter? Zum Trennen von Nutz- und Störsignalen
• Was versteht man unter einer Sprungantwort und was unter dem Frequenzgang? Sprungantwort: schlagartige Änderung der Eingangsspannung bei Anregung. Frequenzgang: Verhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangssignal in Bezugauf Betrag und Phase bei Anregung.
• Was versteht man unter Durchlass-, Übergangs-, und Sperrbereich? Im Durchlassbereich ist ein Filter transparent. In diesem Frequenzbereich sollen Signaleunbeeinflusst bleiben. Im Sperrbereich werden Signale mit einerMindestdämpfung abgeschwächt. Der Übergangsbereich liegt zwischen Durchlass- undSperrbereich.
• Überlegen Sie welches Verhalten bei der Hintereinanderschaltung eines Hoch- und ein Tiefpasses im Frequenzbereich entsteht. Falls die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters höher als die des Hochpassfilters ist, entsteht einBandpass.
• Erklären Sie wozu eine Bandsperre verwendet wird. Die Bandsperre dient dazu lediglich eine bestimmte Frequenz oder ein schmalesFrequenzband zu unterdrücken.
• Wozu dient ein Relais? Zum galvanisch getrennten Ein- und Ausschalten
• Nennen Sie zwei Merkmale, durch die sich ein Schütz von einem Relais unterscheidet. Schütz ist für eine Wechselspannung ausgelegt (z.B. 230V AC).Schütz hat zweifach wirkende Arbeitskontakte.
• Erklären Sie mithilfe der Begriffe Anker, Magnetfeldspule und Arbeitskontakt, wie ein Relais funktioniert. Schalter an ---> Strom durchfließt Spule und erzeugt Magnetfeld ---> dieser zieht Anker runter     ---> Arbeitskontakt entsteht
• Was ist ein Optokoppler? Leuchtdiode sendet Signal --> Transistor empfängt
• Wie ist ein Solid-State-Relais aufgebaut? Ein Solid-State-Relais besteht aus einem Optokoppler undSchaltverstärker
• Wie hängen Strom und Spannung bei einem permanenterregten Gleichstrommotor mit Drehzahl und Drehmoment zusammen? Bei konstantem Strom ist die Drehzahl proportional Versorgungsspannung n ~ U.Die Stromaufnahme des Motors ist proportional Drehmoment I ~ M
• Was versteht man unter einer „harten“ Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie? Wenn sich Drehzahl bei Belastung kaum ändert.
• Welche Funktion hat der Kommutator eines DC-Motors? Er dreht die Stromrichtung um.
• Nennen Sie zwei Vor- und zwei Nachteile eines Solid-State-Relais gegenüber einem elektromechanischen Relais. + keine mechanisch bewegten Teile  + unempfindlich gegenüber Schock und Vibration - Leckstrom im Lastkreis - keine Mehrfachkontakte möglich
• . Nennen Sie zwei Vor- und zwei Nachteile eines permanenterregten Gleichstrommotors. + harte Kennlinie + gute Regelbarkeit von Drehzahl n - verschleiß des Kommutators - Bürsten (Funken u. Störung)

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