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Detlef Mietke

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                                                                                          Wels, am 2012-03-13

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Im zweiten Ausbildungsgang erlangte er den Gesellenbrief des Radio-Fernsehtechnikers.

Detlef Mietke
Braunlagerstraße 16A
D-12347 Berlin
mailto:d.mietke@arcor.de


Elektronik-Tutor
Vom Elektron zur Elektronik

Elektronik Grundlagen für Berufsschüler und Hobby-Elektroniker.
Elektronikversuche und viele Schaltungen  mit der Software Elektronics Workbench - EWB Version 5.12 simuliert.
Die wesentlich umfangreichere Nachfolgeversion wird von National Instruments gepflegt und nennt sich NI Multisim.

Ein gutes Basiswissen macht viele kompliziertere Vorgänge besser durchschaubar ! ! !

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A Grundlagen der Elektrophysik - Themenauswahl

Hier findet der Leser viele Grundlagen zum Ursprung und Verständnis der Elektrizität und der damit verbundenen Eigenschaften. Dieser Bereich ist zur besseren Übersicht in einzelne Themenkomplexe unterteilt:



 1) Elektrizität und Materie
  • Atommodelle
    • Das Bohr'sches Atommodell
    • Elementares zum Orbitalmodell
  • Bindungsarten
    • Die Hauptvalenzbindung
    • Die Kovalenzbindung
    • Die koordinative Bindung
    • Die heteropolare Bindung
    • Die metallische Bindung
  • Elektrochemie
    • Elektrochemische Reaktionen - die Elektrolyse
    • Die Faraday'schen Gesetze
    • Die Spannungsreihe einiger Elemente
    • Die primäre galvanische Zelle
    • Einige Sekundärelemente - Akkumulatoren
  • Halbleiterwerkstoffe
    • Das Energiebändermodell
    • Die Eigenleitung
    • Die Störstellenhalbleiter
    • Der stromlose pn-Übergang
    • Der pn-Übergang im Gleichstromkreis



2) Elektrizitätsbegriffe
  • Die Spannung
    • Die elektrische Spannung - im Vergleich zur Mechanik
  • Das ohmsche Gesetz
    • Der Widerstand im Gleichstromkreis
    • Ein interaktiver Elektrotechnik-Rechner für U, I und R
  • Die Wechselstromwiderstände
    • Der ohmsche Wirkwiderstand
    • Der induktive Blindwiderstand und Blindleitwert
    • Der kapazitive Blindwiderstand und Blindleitwert
  • Die Wechselstromleistung
    • Die Wirkleistung und Wirkarbeit
    • Die Blindleistung und Blindarbeit
    • Die Scheinleistung und Scheinarbeit




 3) Elektromagnetismus 
  • Magnetismus
    • Zur Geschichte des Elektromagnetismus
    • Das Magnetfeld
    • Die Ursachen der magnetischen Eigenschaften
  • Der Elektromagnetismus
    • Das Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters
    • Die Kraftwirkung auf stromdurchflossene Leiter
  • Die Induktion
    • Das Induktionsgesetz
    • Die Bewegung eines Leiters im Magnetfeld
    • Die Wirbelströme



 4) spezielle Grundlagen
  • Signalverzerrungen
    • lineare Verzerrungen
    • nichtlineare Verzerrungen, Klirrfaktor
    • Intermodulationsverzerrungen
  • Die Zobel- oder Boucherot-Schaltung
    • zur Linearisierung der Lautsprecherimpedanz
    • zur Klangverbesserung von Lautsprecherleitungen
    • Messtechnische Untersuchung einer Lautsprecherleitung



B) Bauteile - Themenauswahl

Hier lassen sich Themen auswählen, in denen die grundlegenden Eigenschaften vieler elektronischer Bauteile beschrieben werden. Der Bereich ist in die folgenden Bauteilgruppen unterteilt:

1) Widerstände



2) Kondensatoren 
  • Kondensatoren
    • Der Kapazitätsbegriff
    • Die Energie eines Kondensators
  • Die Bauformen der Kondensatoren
    • Die Metall-Papier-Kondensatoren
    • Die Kunstoff-Folienkondensatoren
    • Die Keramikkondensatoren
    • Die Dreh-, Trimmkondensatoren
    • Die Elektrolytkondensatoren
    • Die Tantalkondensatoren
    • Der Gold Cap oder Doppelschichtkondensator



3) Spulen und Transformatoren 
  • Der NF-Übertrager
    • Ersatzschaltbilder bei hoher und tiefer Frequenz
    • Eine allgemeine Herleitung der Grenzfrequenzgleichungen


4a) Halbleiter  (1)  

  • Die Transistor-Kennlinienfelder
    • Das Eingangskennlinienfeld
    • Die Stromsteuerkennlinien
    • Das Ausgangskennlinienfeld
    • Die Spannungsrückwirkung
    • Das Vierquadranten-Kennlinienfeld


4b) Halbleiter   (2)
  • Feldeffekttransistor
    • Selbstleitender Sperrschicht FET
    • Eingangskennlinienfeld n-Kanal JFET
    • Ausgangskennlinienfeld n-Kanal JFET
  • Thyristor
    • Thyristor-Ersatzschaltung mit Transistoren
    • Thysistoreigenschaften
  • Triac
    • Zweirichtungs-Thyristordiode




C Analogbereich - Themenauswahl

In diesem umfangreichen Abschnitt werden Bauteile in Schaltungen der Gleich- und Wechselstromtechnik beschrieben. Neben den Schaltungseigenschaften werden auch viele mathematische Zusammenhänge der Analogelektronik ausführlicher behandelt. Der Analogbereich ist in die folgenden Themenkomplexe weiter unterteilt:

1) Wirkwiderstände im Gleichstromkreis



  • Der Innenwiderstand
    • Die Urspannung (EMK) - Klemmenspannung
    • Die Reihenschaltung von Spannungsquellen
    • Die Parallelschaltung von Spannungsquellen



2) Kondensatoren und Spulen an Gleichspannung



  • Die Spule im Gleichstromkreis
    • Ein- und Ausschaltprozess mit interaktivem Flashfilm
    • Spulen in Reihen- und Parallelschaltung
    • Die magnetische Energie der Spule




3) Gleichrichtung, Spannungs- und Stromversorgung



  • Konstantstromquellen
    • Transistor-Konstantstromquelle
    • Stromspiegel und Wilson-Stromspiegel
    • FET als Konstantstromquelle



4a) R L C - Schaltungen an Wechselspannung (1)



  • Passive elektrische Filter
    • RC- und RL-Filter
    • Klangeinstellnetzwerk - Shelving Filter
    • T- und π-Filterschaltungen
    • Grundhalbglieder der LC-Filter
    • Eingliedrige LC-Grundketten
    • LC-Bandfilter für Selektivverstärker
  • RC-Bandpass
    • komplexe Übertragungsfunktion
    • Amplituden- und Phasengang


4b) R L C - Schaltungen an Wechselspannung (2)



  • Wien-Glied
    • RC-Bandpass mit komplexer Übertragungsfunktion
  • Der Parallelschwingkreis
    • Die Bandbreite, Güte und der Resonanzwiderstand
    • Die Abhängigkeit der Resonanzfrequenz vom Verlustwiderstand
    • Die Herleitung der Grenzfrequenzgleichungen
  • Der Reihenschwingkreis
    • Die Bandbreite, Güte und der Resonanzwiderstand
    • Die Herleitung der Grenzfrequenzgleichungen





5a) Transistor- und Op-Amp-Schaltungen (1) 
  • Der Kleinleistungsverstärker in Emitterschaltung
    • Die Berechnungen zur Arbeitspunkteinstellung
    • Die Strom-, Spannungs- und Leistungsverstärkung
    • Das Übertragungsverhalten
    • Die Wechselstromersatzschaltung
    • Die Ermittlung von Ein- und Ausgangswiderstand
    • Die Ursachen der Grenzfrequenzen







5b) Transistor- und Op-Amp-Schaltungen  (2) 








5c) Transistor- und Op-Amp-Schaltungen (3) 
  • Differenzverstärker
    • Differenzansteuerung
    • Gleichtaktansteuerung
    • Differenzverstärker mit Konstantstromquelle
  • Der OP als Komparator
    • Invertierender Komparator mit Hysterese
    • Nicht invertierender Komparator mit Hysterese








5d) Transistor- und Op-Amp-Schaltungen (4)






D Signale - Themenauswahl

Dieser Abschnitt befasst sich mit elektrischen Signalen. Es werden verschiedene Signaleigenschaften und Bearbeitungsmethoden beschrieben. Insbesondere findet man hier Informationen zu den gebräuchlichsten Modulationsarten:

  • Kenndaten periodischer Signale
    • Die Periodendauer, Frequenz und Amplitude
    • Die arithmetischen Mittelwerte - Gleichwert und Gleichrichtwert
    • Der Effektivwert RMS-Wert
    • Der Scheitelfaktor und Formfaktor
    • Die Impulsgrößen
  • Sinusförmige Wechselspannung
    • Zusammenhang von Zeiger- und Liniendiagramm
    • Die Frequenz und Periodendauer
    • Die Kreisfrequenz
    • Der Phasenverschiebungswinkel
    • Der Effektivwert sinusförmiger Größen
  • Signalausbreitung
    • Wellengleichung linearer Transversalwellen
    • Elektromagnetische Wellen auf einer Leitung
    • Reflexion und Stehwellen mit interaktiven Flashfilm
  • Amplitudenmodulation
    • Amplitudenmodulation aus mathematischer Sicht
    • AM am selektiven Transistorverstärker
    • Modulationsgrad und Bandbreite
    • Die Leistungsbilanz der AM

  • Amplitudendemodulation
    • Hüllkurvendemodulator
    • Regelspannungsgewinnung
    • Notwendigkeit des Trägers zur Demodulation
    • ZM-Demodulation
  • Frequenzmodulation
    • Fourierspektrum einer FM
    • Besselfunktionen und FM-Sektrum
    • Mathematischer Hintergrund zur FM
  • FM-Demodulation
    • Flanken- und Gegentaktdemodulator
    • Phasendiskriminatoren
    • Ratiodetektor
    • Koinzidenzdemodulator
    • Zähldiskriminator

  • Pulscodemodulation
    • Kenngrößen digitaler Modulationsverfahren
    • ISDN-Fernsprechtechnik mit PCM 30
  • RC-Oszillator
    • Phasenschiebergenerator
    • Herleitung der Oszillatorfrequenz und Verstärkung
  • Colpitts-Oszillator
    • kapazitive Dreipunktschaltung
    • Oszillatoren in den drei Transistorgrundschaltungen
  • Hartley-Oszillator
    • induktive Dreipunktschaltung
    • Oszillatoren in Emitter- und Basisgrundschaltung
  • Meißner-Oszillator
    • Meißner-Oszillator in Emittergrundschaltung
    • Meißner-Oszillator in Basisgrundschaltung


E Technologien - Themenauswahl

  • Widerstands-Farbdecoder
    • ein HTML / Javascript Tutorium mit Quelltexterklärungen
    • erstellt wird ein interaktiver 3-Ring Farbdecoder
  • Dynamische Mikrofone
    • Tauchspulenmikrofon / Druckempfänger
    • Druckgradientenempfänger
    • Bändchenmikrofon


F Fachmathematische Themenauswahl

Mathematik ist das Alphabet, mit dessen Hilfe Gott das Universum beschrieben hat.
(Galileo Galilei, ital. Mathematiker u. Philosoph, 1564 - 1642)
Dieser Bereich behandelt nützliche mathematische Themen für den Bereich der Elektrotechnik und darüber hinaus.


  • Die Winkelfunktionen des rechtwinkligen Dreiecks
    • Beziehungen zwischen den Funktionen desselben Winkels
    • Additionstheoreme - Funktionen zusammengesetzter Winkel
    • Trigonometrische Funktionen des doppelten Winkels
    • Summen und Differenzen einiger Winkelfunktionen
    • Produkte einiger Winkelfunktionen
    • Funktionsreihen



  • Komplexe Rechnung
    • Koordinatensysteme
    • Zeigerdarstellung
    • Darstellungsformen komplexer Zahlen
    • Komponenten- u. Exponentialform, interakt. Flashfilm
  • Fourier-Reihen
    • interaktive Fouriersynthese
    • Beispiele zur Fourieranalyse






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Impressum: Fritz Prenninger, Haidestr. 11A, A-4600 Wels, Ober-Österreich, mailto:schaltungen@schaltungen.at
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