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

Zwei Starterbatterien G1 und G2 mit je 12 V in Reihe geschaltet: Plus von G1 an Minus von G2. Plus von G2 ist der Pluspol des Bordnetzes, 24 V, Klemme 30. Minus von G1 ist der Minuspol des Bordnetzes, 0 V, Klemme 31. Die Spannungspfeile zeigen von Plus nach Minus: je 12 V an G1 und G2, zusammen 24 V zwischen Klemme 30 und Klemme 31. Eigene Darstellung für den Unterricht.Zwei Batterien, ein BordnetzG1 und G2 in Reihe+-G112 V, 100 Ah+-G212 V, 100 AhPlus 24 VKlemme 30Minus 0 VKlemme 3112 V12 V24 V
Die beiden Starterbatterien -G1 und -G2 (je 12 V, 100 Ah) in Reihe: Plus von -G2 ist Plus 24 V (Klemme 30), Minus von -G1 ist Minus 0 V (Klemme 31). Die Spannungspfeile zeigen von Plus nach Minus, die Teilspannungen 12 V addieren sich zu 24 V. Eigene Darstellung für den Unterricht.
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.