PAUL-EHRLICH-SCHULE Lernfeld 3 Chemikanten LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 PAUL-EHRLICH-SCHULE Lernfeld 3 Chemikanten Stoffgrößen und Stoffzustände in der Produktionsanlage erfassen Teil 3: Grundlagen der Elektrik II 1. Ausbildungsjahr (40 Stunden) © H. Zapf

Übersicht zu Teil 3 (Elektrik II) LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Übersicht zu Teil 3 (Elektrik II) Reihenschaltung von Widerständen Parallelschaltung von Widerständen Elektrische Arbeit Elektrische Leistung Wirkungsgrad Elektrochemische Berechnungen 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Reihenschaltung von Widerständen LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Reihenschaltung von Widerständen R1 I1 U1 R2 I2 U2 R3 I3 U3 Uges Iges 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Reihenschaltung von Widerständen LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Reihenschaltung von Widerständen Sind Widerstände in einem Stromkreis hintereinander geschaltet, so dass sie vom gleichen Strom durchflossen werden, spricht man von einer Reihenschaltung (Beispiel: Weihnachtsbaum-Lichterkette) Wird bei einer Reihenschaltung an einer be-liebigen Stelle der Stromkreis unterbrochen, fließt überhaupt kein Strom mehr In einer Reihenschaltung ist die Stromstärke überall gleich: 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Gesamtwiderstand einer Reihenschaltung LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Gesamtwiderstand einer Reihenschaltung Der Gesamtwiderstand wird auch als Ersatzwiderstand bezeichnet Der Gesamtwiderstand ist gleich der Summe der Teilwiderstände Bei n gleichen Widerständen R gilt vereinfacht: 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Spannungen bei einer Reihenschaltung LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Spannungen bei einer Reihenschaltung Die Gesamtspannung ist gleich der Summe der Teilspannungen (2. Kirchhoffsche1 Regel): Bei n gleichen Teilspannungen U gilt vereinfacht: Zwei Teilspannungen verhalten sich wie die zugehörigen Widerstände: _______________ 1Gustav Kirchhoff, deutscher Physiker (1824-1887) 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Parallelschaltung von Widerständen LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Parallelschaltung von Widerständen R1 I1 U1 R2 I2 U2 R3 I3 U3 Uges Iges 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Parallelschaltung von Widerständen LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Parallelschaltung von Widerständen Sind die Widerstände in einem Stromkreis so geschaltet, dass an jedem Widerstand die gleiche Spannung anliegt, spricht man von einer Parallelschaltung (z.B. Hausinstallation) Wird bei einer Parallelschaltung der Strom-kreis an einer Stelle unterbrochen, fließt durch die anderen Zweige weiterhin Strom In einer Parallelschaltung ist die Spannung überall gleich: 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Stromstärken bei einer Parallelschaltung LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Stromstärken bei einer Parallelschaltung Der Gesamtstrom ist gleich der Summe der Teilströme (1. Kirchhoffsche Regel): Bei n gleichen Teilströmen I gilt vereinfacht: Zwei Teilströme verhalten sich umgekehrt wie die zugehörigen Widerstände: 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Gesamtwiderstand einer Parallelschaltung LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Gesamtwiderstand einer Parallelschaltung Der Gesamtleitwert ist gleich der Summe der Teilleitwerte Bei n gleichen Widerständen R gilt vereinfacht: Bei 2 Widerständen gilt: 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Merkregel: LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Merkregel: In einer Reihenschaltung ist der Gesamtwiderstand größer als der größte Einzelwiderstand In einer Parallelschaltung ist der Gesamtwiderstand kleiner als der kleinste Einzelwiderstand 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Elektrische Arbeit, elektrische Leistung LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Elektrische Arbeit, elektrische Leistung 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Einheiten für die el. Arbeit bzw. Leistung LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Einheiten für die el. Arbeit bzw. Leistung 1 Ws = 1 VAs = 1 Nm = 1 J¹) 1 Wh = 3600 Ws 1 kWh = 3.600.000 Ws = 3,6·106 Ws 1 W²) = 1 VA = 1 Nm/s = 1 J/s 1 mW = 0,001 W 1 MW = 1000 kW ___________ 1James Prescott Joule, engl. Physiker, 1818-1889 2James Watt, engl. Ingenieur, 1736-1819 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Gleichspannung Gleichstrom LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Gleichspannung Gleichstrom Spannungs-Zeit-Diagramm Einfaches Netzteil mit Brückengleichrichter 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Wechselspannung Wechselstrom LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Wechselspannung Wechselstrom Scheitelwert Wirkleistung bei Wechselspannung Der "Leistungsfaktor" berücksichtigt die magnetische Wirkung, z.B. von Elektromotoren oder Induktionsöfen Effektivwert 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Dreiphasenwechselspannung Drehstrom Gesamtwirkleistung bei Drehstrom Leistungsschild 15.11.2018 © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Wirkungsgrad, Gesamtwirkungsgrad LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Wirkungsgrad, Gesamtwirkungsgrad Das Verhältnis von abgegebener zu auf-genommener Energie (oder Leistung) bezeichnet man als Wirkungsgrad η (eta) η ist dimensionslos und immer < 1 η kann auch in % angegeben werden Gesamtwirkungsgrad 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf

Elektrische Grundbegriffe Übungsbeispiel LF 3 CK (Teil 2: Grundlagen der Elektrik) 15.11.2018 Elektrische Grundbegriffe Übungsbeispiel Berechnen Sie den Wirkungsgrad des Drehstrom-Motors, dessen Leistungsschild in Folie 16 abgebildet ist. 15.11.2018 © H. Zapf © H. Zapf