Hier geht es um die Werte, mit denen du ab jetzt arbeitest: wo sie stehen, was sie bedeuten und wie sie zusammenhängen.
Schritt 3 von 4. Du findest die Quellen, lernst die Grundgrößen kennen, rechnest an den Verbrauchern des Schleppers und übersetzt ein englisches Datenblatt.
Danach: Rechenwege und Lösungen
Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Eine Zahl ohne Einheit ist keine Angabe. „70“ kann Watt, Volt oder Grad sein, und jede Deutung führt woandershin.
Am Ende hast du: Informationskarte Bordnetz GS 14
Erst du, dann die anderen
Wie kämst du an den Strom, den ein Scheinwerfer von GS 14 zieht, ohne dass jemand ihn dir sagt?
So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
- Auf das Typenschild oder die Lampe schauen. Dort stehen meist Spannung und Leistung. Den Strom musst du dann ausrechnen.
- Im Datenblatt oder in der Verbraucherliste nachsehen. Dort stehen die Bemessungswerte. Sie gelten für die Bemessungsspannung, nicht für jeden Betriebszustand.
- Messen. Du bekommst den Wert, der wirklich fließt. Dafür musst du wissen, wie man Strom sicher misst, das kommt in Teil 2.
Es gibt hier nicht den einen richtigen Weg. Entscheide dich für einen und schreibe dazu, weshalb.
Die fünf Grundgrößen
Am Schlepper wie überall in der Elektrotechnik hängt alles an fünf Größen. Stell dir den Stromkreis wie einen Wasserkreislauf vor: Die Batterie ist die Pumpe, die Leitung das Rohr, die Lampe ein Wasserrad.
| Größe | Formelzeichen | Einheit | Bedeutung | im Wasserbild |
|---|---|---|---|---|
| Spannung | U | Volt (V) | der Antrieb für den Strom, immer zwischen zwei Punkten | der Druckunterschied, den die Pumpe erzeugt |
| Strom | I | Ampere (A) | wie viel Ladung je Sekunde durch den Leiter fließt | wie viel Wasser je Sekunde durchs Rohr fließt |
| Widerstand | R | Ohm (Ω) | wie stark ein Bauteil den Strom hemmt | eine Engstelle im Rohr |
| Leistung | P | Watt (W) | wie viel Energie je Sekunde umgesetzt wird | wie viel Arbeit das Wasserrad je Sekunde verrichtet |
| Energie | W | Joule (J) = Wattsekunde (Ws), in der Praxis Wattstunde (Wh) und Kilowattstunde (kWh) | Leistung mal Zeit, das, was aus der Batterie entnommen wird | die Arbeit, die das Wasserrad über eine Zeit verrichtet |
U = R · I (ohmsches Gesetz)
P = U · I
W = P · t
Aus U = R · I folgen durch Umstellen I = UR und R = UI. Aus P = U · I folgt I = PU. Die Formeln stehen alle im Tabellenbuch, du musst sie nicht auswendig lernen, aber finden und umstellen können.
Zwei Batterien, ein Bordnetz
Gegebene Werte: Bordnetz und Verbraucher · aufklappen, wenn du rechnest
Gegebene Werte: Bordnetz und Verbraucher
- Batterien -G1 und -G2
- je 12 V, 100 Ah, in Reihe
- Scheinwerfer -E1 bis -E4
- je 70 W, 24 V
- Rundumkennleuchte -P1
- LED, 24 V, 12 W
- Hupe -P2
- 24 V, 4 A
- Schicht
- 8 h
Werte aus den Anlagendaten, Unterrichtswerte.
Dein Lernprodukt im Einzelnen
Dein Lernprodukt
Informationskarte Bordnetz GS 14
Darauf laufen die Aufgaben dieses Lernangebots zu. Die Aufgaben sind die Stufen dorthin, das Lernprodukt ist das Ergebnis.
Es besteht aus
- einer Übersicht, welche Angabe du in welcher Quelle findest
- den fünf Grundgrößen mit Formelzeichen, Einheit und Bedeutung
- der Skizze der beiden Batterien in Reihe mit Gesamtspannung und Kapazität
- Strom und Widerstand von Scheinwerfer, Rundumkennleuchte und Hupe, berechnet
- der Übersetzung des englischen Relaisdatenblatts
Zur Dokumentation
Jede Zahl mit Einheit und Quelle. Jede Rechnung mit Formel, eingesetzten Werten, Ergebnis und Einheit. Gerundet wird im Ergebnis, nicht in der Rechnung.
Abgenommen wird es im Kreuzreview durch ein anderes Team, danach von der Projektleitung abgezeichnet. Zu Meilenstein M1 nimmt es der Auftraggeber im Review ab.
Aufgabe 2.1
Finde heraus, wo welche Angabe steht:
- Nenne für Typenschild, Datenblatt, Stromlaufplan, Betriebsanleitung und Tabellenbuch je zwei Angaben, die du dort findest.
- Ordne zu, wo du die Bemessungsleistung eines Scheinwerfers, die Sicherung eines Stromkreises, den Spulenwiderstand eines Relais und die Formel für die Leistung findest.
- Begründe, weshalb eine Angabe aus dem Gedächtnis eines Kollegen keine Quelle ist.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Typenschild · Datenblatt · Stromlaufplan
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 2.2
Lege deine Karte der Grundgrößen an:
- Trage für jede Größe Formelzeichen, Einheit und Einheitenzeichen ein.
- Nenne zu jeder Größe ein Beispiel am Schlepper mit Zahlenwert.
- Erkläre mit eigenen Worten den Unterschied zwischen Leistung und Energie.
| Größe | Formelzeichen | Einheit | Einheitenzeichen | Beispiel am Schlepper |
|---|---|---|---|---|
| Spannung | ||||
| Strom | ||||
| Widerstand | ||||
| Leistung | ||||
| Energie |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Größen und Einheiten · ohmsches Gesetz · elektrische Leistung
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 2.3
Erkläre das Bordnetz mit den beiden Batterien:
- Zeichne die beiden Batterien in Reihe mit Plus, Minus und Masse.
- Berechne die Spannung des Bordnetzes.
- Gib die Kapazität der Reihenschaltung an und begründe.
- Erkläre, was ein Spannungsmesser zwischen Plus von -G1 und Masse anzeigen würde.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Reihenschaltung von Spannungsquellen · Kapazität
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 2.4
Rechne an den Verbrauchern des Schleppers:
- Berechne für jeden Verbraucher der Tabelle den Strom.
- Berechne den Widerstand jedes Verbrauchers im Betrieb.
- Berechne die Leistung der Hupe.
- Berechne, wie viele Amperestunden die beiden Arbeitsscheinwerfer in einer Schicht von 8 h aus der Batterie ziehen, wenn der Motor aus ist, und bewerte das Ergebnis.
| Verbraucher | gegeben | Strom I | Widerstand R | Rechenweg |
|---|---|---|---|---|
| Scheinwerfer, 1 Stück | 70 W, 24 V | |||
| Rundumkennleuchte -P1 | 12 W, 24 V | |||
| Hupe -P2 | 4 A, 24 V | |||
| Arbeitsscheinwerfer -E3 und -E4 zusammen | 2 × 70 W, 24 V |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: elektrische Leistung · ohmsches Gesetz
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 2.5
Das Datenblatt steht in den Anlagendaten unter G. Ein Wörterbuch oder eine Übersetzungshilfe darfst du benutzen, aber prüfe jede Übersetzung gegen das, was du über Relais schon weißt oder im Tabellenbuch findest.
Erschließe das englische Datenblatt des Hupenrelais -K1:
- Übersetze jede Zeile des Datenblatts ins Deutsche.
- Erkläre, was „pick-up voltage“ und „drop-out voltage“ bedeuten.
- Berechne, in welchem Bereich der Spulenwiderstand laut Datenblatt liegen darf.
- Übersetze den Hinweis in der letzten Zeile und schreibe auf, was er für den Einbau bedeutet.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Relais · Schütz, Klemmenbezeichnungen
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Die Lage ändert sich
Im Lager gibt es keine 24-V-Scheinwerfer mehr. Ein Kollege bringt zwei Scheinwerfer 12 V, 55 W und sagt: „Passt schon, Sockel ist gleich.“
Überprüfe dein Lernprodukt an diesem Fall:
- Berechne, welchen Widerstand ein solcher Scheinwerfer im Betrieb hat.
- Schätze ab, welche Leistung er an 24 V umsetzen würde, wenn der Widerstand gleich bliebe.
- Entscheide, was du dem Kollegen sagst, und begründe.
Mit Lernpartner Diese Überprüfung macht ihr zu zweit. Wer beide Fälle erklären kann, hat die Sache verstanden.