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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Grundlegende Fragen der Elektrotechnik


Autor: Markus Bauer (Gast)
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Hallo alle

Ich hoffe, dieser Post ist nicht zu OT.

Ich bin im ersten Semester und im Moment macht mir die Elektrotechnik
und die Schaltungstechnik sehr zu schaffen (von Physik rede ich gleich
gar nicht).

Und das, obwohl ich mich hobbymässig immer sehr mit Elektronik
beschäftigt habe; ich habe z.B. eine FBA geschrieben zur Matura, die
auf einem AT90S2333 basiert, und das obwohl ich in eine reine
Sprachenschule ging.

Ich habe es mir nicht so "gemein" vorgestellt, aber ich glaube, das
mir echt alle Grundlagen fehlen, die alle HTL'er halt haben :-(
Mich interessiert das ganze Zeug nach wie vor sehr und es wird einem
wirklich schwer gemacht, zur Vorlesung gehen ist umsonst, weil ich
absolut nichts verstehe und bestenfalls demotiviert werde. Ich dachte,
beim Studium hätte man die Möglichkeit, das ganze zu verstehen, aber in
Wirklichkeit muss man das selbst versuchen.

Ich habe mir das Buch "Grundlagen der Elektrotechnik 1" von Manfred
Albach besorgt, aber selbst bei dem muss ich jede Seite fünf Mal lesen,
bis ich es verstehe. Die Skripten sind das beste; das kommen Ausdrücke
vor, die nie erklärt wurden, die Herleitung von Formeln wird nicht
erklärt, ...
Natürlich könnte ich das alles auswendig lernen, doch erstens will ich
es allein aus Interesse verstehen und zweitens werde ich es mein
komplettes Studium benötigen.
Im Internet finde ich nur Scriptenartiges, alles ohne Erklärungen,
Herleitungen, ... Wieso gibt es nirgends eine Seite, wo der
Hochpass/Tiefpass, was auch immer einfach so erklärt wird, dass man die
Chance hat, es zu verstehen?

F ~ (Q1*Q2)/r^2.
Das kann ich noch nachvollziehen. Aber wie kommt man auf die
Proportionalitätskonstante 1/(4*pi*e0) ?
Was ist dann wirklich die elektrische Feldstärke E? Ich verstehe den
Unterschied zwischen E und F nicht ganz.

Was exakt ist der Unterschied zwischen Potential, Ladung und Spannung?
Kann man es so sehen, dass das Potential im Prinzip die Spannung
zwischen einem beliebigen Punkt und Masse ist?

Die Spannung ist ja die Arbeit, die benötigt wird, um eine Ladung Q*
von einem Punkt zu einem anderen zu bringen oder? Wieso hat sie dann
die Einheit Volt und nicht die normale physikalische?

*: Was bedeutet "Ladung" in diesem ganzen theoretischen Sinne
überhaupt?
Wenn ich es richtig verstanden habe, dann ergibt jede ruhende Ladung
ein elektrisches Feld, jede bewegte Ladung ein Magnetfeld und jede
beschleunigte ein elektromagnetisches Feld.
Wenn ein Elektron eine Ladung ist, dann müsste es heissen, dass im
Prinzip die ganze Materie ein (schwaches) elektrisches Feld ist?!


Ist R von Strom oder Spannung unabhängig --> ohmscher Widerstand, sonst
differentieller dU/dI.
Was ist damit gemeint? R ist ja zwangsläufig durch U=R*I von
Strom/Spannung abhängig oder?
Und wieso differentiell?


Wechselstrom:
u(t) = Û*sin(wt+p)

Ist das einfach die Spannung im Wechselstrom? Und die stellt man in
Abhängigkeit der Zeit t dar? Was exakt ist Û? Entspricht das einfach
dem Radius beim Einheitskreis?

Was ist der Effektivwert und wieso ist er Û/sqrt(2) ?

Was ist der Spitze-Spitzewert und wieso ist der 2*Û ?

(mathematisch): Wie kommt man darauf, dass e^ja = cos(a) + j*sin(a)
ist??


Tiefpaß/Hochpaß: _A_(jw) = Ua/Ue.
Das unterstrichene A heisst, dass es sich im die komplexe Darstellung
handelt oder? Ist es richtig, dass das jetzt die Verstärkung ist und
abhängig von der Frequenz Omega? Wieso wird das "j" hier ins Argument
genommen?

Wieso ist Ua und Ue nicht unterstrichen?

_A_(jw) = Ua/Ue = 1/jwC/(R + 1/(jwC))

1/jwC ist doch der Widerstand im Wechselstrom für einen Kondensator
oder?
btw: Stimmt es, dass der Konsensator im Wechselstrom wie ein Widerstand
wirkt? Wieso nimmt man dann nicht gleich einen Widerstand bzw. für was
braucht man dann im Wechselstromkreis noch Kondensatoren?
C = Kapazität?

Wieso setzt man jetzt auf einmal für die Spannung einen Widerstand
ein?

Wo ich jetzt absolut aussteige: Bodediagramme. Wie kommt man darauf,
wie kann mit einer solchen Formel ein Bodediagramm erstellen und
ungekehrt?
Was ist die Sprungantwort?

Aktuelle Frage: Spannungsverdoppler: Für was braucht man die, wenn man
sowieso einen Trafo davorgeschalten hat? Dabei kann man ja gleich
mittels Windungsanzahl die Spannung verdoppeln oder?
Zusätzlich fällt ja an den ganzen Dioden ja auch noch Spannung ab
oder?



So, des warn jetzt Sachen, die ma so auf Anhieb eingefallen sind, die
ich net versteh. Gibts vielleicht Seiten, wo diese Dinge eben
verständlich erklärt werden?

Für Schaltungstechnik wurde und "Titze/Schenk" empfohlen, der kostet
jedoch satte 90 Euro. Viele sagen, der sei nicht zu empfehlen, da er
auch sehr kompliziert ist.
Was meint ihr dazu?


Für alle, die bis jetzt durchgehalten haben, vielen Dank!

Markus


PS: Richtig, ohne Lernen wirds nicht gehn, aber ich tu' praktisch nix
mehr anderes, nur wenn man jede Seite 10mal durchlesen muss, geht halt
nix weiter. Und: Das Interesse ist da

PPS: Vielleicht fragt ihr euch, wie ich früher etwas mit Elektronik
habe machen können: Tja, da war die ganze Theorie halt noch nicht
dabei. Spannungs und Strommessungen habe ich gekonnt, viele Schaltungen
hatte ich aus dem Internet und habe dann halt, u.a. durch Probieren
angepasst. Es fehlen mir aber offensichtlich jegliche Grundlagen

Autor: Hubert (Gast)
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Vieleicht findest du hier einen Teil deiner Antworten
www.elektronik-kompendium.de

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

um Deine Fragen alle zu beantworten, müßte man ein ganzes
Grundlagenwerk mit einigen praktischen Anwendungen verfassen. Das macht
aber schon Dein Prof.

Die wenigsten haben es im Grundstudium echt leicht gehabt. Das scheint
bei Dir nicht anders zu sein. Mir ist aufgefallen, daß vieles, was in
der vom Prof empfohlenen Literatur erklärt wird, auch in Büchern für
die Berufsschule viel einfacher und weniger verwirrend dargestellt
wird. Vielleicht solltest Du Dir solche Bücher mal ausleihen (natürlich
nicht aus der UNI-Bibliothek) und wenn diese Themen sitzen, dann wieder
in die empfohlene Literatur sehen. Vieles was der Prof mit (Doppel-,
Dreifach- ) Integralen erklärt, läßt sich ohne Integrale auch
verstehen, die Formeln sind dann eben nur Näherungen für die mittels
Mathematik abgebildete Natur. Außerdem ist Mathematik der Schlüssel zum
ET-Studium. Ohne Mathekenntnisse kommt man da nicht weit.
Die Vorlesung ist dann wieder wichtig, um die ensprechenden
Schreibweisen zu kennen, die der Prof dann in seiner Klausur sehen
will. Im Zweifelsfall immer wieder andere Bücher suchen, auch wenn sie
unter Hochschulniveau sind.

Titze/Schenk war immer das Standardwerk, kann man auch ausleihen.

"für was braucht man dann im Wechselstromkreis noch Kondensatoren?"
ohne die geht es eben nicht, siehst Du später. Ein Radio ohne
Kondensatoren? Unvorstellbar. In den Grundlagen werden die Anwendungen
noch nicht erklärt.

"Die Spannung ist ja die Arbeit, die benötigt wird, um eine Ladung Q*
von einem Punkt zu einem anderen zu bringen oder?"
Die Arbeit W ist nicht die Spannung, sondern Kraft F mal Weg s entlang
einer Feldlinie. Sonst würdest Du beim Energieversorger bereits für die
230 Volt schon bezahlen und nicht erst für die Arbeit Deiner
Küchenmaschine, wenn Du sie mal einschaltest.

Mich wundert nur, daß Ihr das alles im ersten Semester (seit Oktober
2004?) bereits habt. Ist das ein Schnellkurs, in dem man alles nur mal
gestreift haben soll? Kein Wunder, wenn das Verwirrt.

Gruß

Autor: Florian (Gast)
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Ich weis ja nicht, aber irgendwie kommt mir das ganze so vor wie das,
was wir momentan im Physik-LK machen;)
Bzw. was noch im Physik-LK kommen wird;)
mfg Flo

Autor: Thorsten (Gast)
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Also ich will ja jetzt nichts sagen, aber warst du jemals in einer
Vorlesung? :) Ein Großteil der Fragen kann man mit einem Lexikon
beantworten. Im übrigen muß man sich Bücher nicht kaufen, es gibt auch
Bibilotheken. Jedenfalls würde ich den Tietze Schenk auch nicht
empfehlen, ich finde ihn sehr oberflächlich. Wie auch immer:

R ist einfach nur ein Proportionalitätsfaktor, der Strom und Spannung
miteinander verknüpft.

Û ist die Amplitude, gemessen von Null zum Maximalwert. Folglich ist
der Spitze-Spitze-Wert zweimal die Amplitude, also vom Minimal- zum
Maximalwert. Û kann nicht der Radius des Einheitskreises sein, denn
dann wäre Û immer 1. Es ist der Radius eines Kreises.

Für die Berechnung des Efektivwerts gibts ne nett Formel mit Integral.
Wenn du diese Formel für eine sinusförmige Größe anwendest und
vereinfachst, kommst du auf Û/sqrt(2)
al.

e^ja: da guckst du mal in einer Matheformelsammlung nach

A(jw): untersrichen weil komplex, ist die Verstärkung bzw. die
Übertragungsfunktion.

> Wieso ist Ua und Ue nicht unterstrichen?
Weil es ein Fehler ist.

Autor: Freddy (Gast)
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Hi!

Einige von Deinen Fragen gehört eher zu den mathematischen Grundlagen.
Z.B. die ganzen Fragen zur Sinus-Funktion kann man in einem Mathe-Buch
nachlesen. Der Standard ist da wohl der Papula, da steht auch alles
über Effektivwert, Mittelwert, Komplexe Rechnung, usw. drin. Oftmals
wird das auch an Beispielen aus der E-Technik erklärt.

Wenn es um Potentiale, Ladungen, Spannung, Felder usw. geht kann ein
Blick in ein Physik-Buch (z.B. Tipler erklärt das ausführlich) nicht
schaden.

Mach Dich wegen dem Kram net verrückt. Bei uns hat JEDER so seine
Probleme mit Feldern gehabt. Bei uns war das auch so das man für manche
Sachen eigentlich schon den Stoff aus Mathe 2 und 3 gebraucht hätte. Da
muss man durch.

Gruß, Freddy

Autor: tex (Gast)
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Drei Grundlagen um nicht dem Wahnsinn zu verfallen
1. Mut zur Lücke! Es ist kein Beinbruch, wenn man einfach mal etwas als
gegeben annimmt und sich die Zusammenhänge später auflöst.
Woher weist Du das 1 + 1 = 2 ist? Jemand hat es Dir so lange
vorgebetet, bis du akzetiert hast, dass es so ist.

2. Wenn es nicht gleich das ganze Studium sein muss kannst Du hier die
Frage posten und bekommst sicher neben einem haufen blöder Links und
Google-Hinweise auch die Info die Dir feht.
Was DU da machst ist nicht gerade einfach und ein Wiederholungssemester
ist nicht vergleichbar mit dem sitzen bleiben in der Schule
Ich habe mein Fachabi (Schande über mich!) mit 4,5 "abgeschlossen"
und keiner meiner Dozenten von damals würde Dir glauben, dass ich das
Studium danach in der Mindestzeit von 4 Jahren mit einem Ergebnis von
1,8 abgeschlossen habe.
womit wir zu Punkt 3 kommen

3. Carry on! Aufgeben gilt nicht! Alles nur ein Frage des guten
Willens.

Autor: Anja (Gast)
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Also, ich ahtte auch so meine Schwierigkeiten mit ETechnik, keine Ahnung
wie ich das dann doch geschafft hab;-) Es gibt 3 Bücher die ich echt gut
finde und die Dir vielleicht weiterhelfen.
1- Grundlagen und Bauelemente der Elektrotechnik von HJ Bauckholt,
Hanser-Vlg.
2- Elektrotechnik aus dem Europa-Lernmittelverlag ist ein Buch für
Elektroberufe.
3- Elektronik für Ingenieure von L. Palotas et al., Vieweg-Vlg.

Und zu Deinem Mathe-Problem:
Das Ding heißt Euler:

cos(a)=(e^ia+e^-ia)/s und sin(a)=(e^ia-e^-ia)/s
das ganze ist dann eben e^ia=cos(a)+jsin(a)
und bei e^-ia=.....-j.....

kannst im Papula nachschauen oder im Repetitorium der höheren
Mathematik (Binomi-Vlg.)
Weiß nicht was Du studierst, aber das VD ist ja auch "zum Aussieben"
da. Also Ohren und Augen auf und durch!!
Hab's auch geschafft, owohl ich das Fachabi nicht als
Präsenzveranstaltung gemacht habe und sich meine Physik und
Mathekenntnisse auf ein Minimum beschränkt haben. Dh in der 9. Klasse
war Schluß,im Abi "durchgemogelt"  und dann erst wieder im Studium.
Der Strom kam bei mir allerdings ziemlich lange nur aus der Steckdose.

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