Elektroniker/in für Betriebstechnik · Übungsfall zur Ausbildung
Ströme aus einem Gleichstromprotokoll berechnen
Mert wertet ein bereits aufgenommenes Protokoll eines idealisierten Gleichstromaufbaus aus, in dem an drei verschiedenen ohmschen Widerständen jeweils dieselbe Spannung anliegt und die Ströme rechnerisch verglichen werden. Vier Aufgaben mit Messwerttabelle und Lösungen verbinden die Berechnung in Ampere und Milliampere mit einer Dokumentation, die das Modell klar von einer realen Arbeitsfreigabe trennt.
Vier eigene Aufgaben · etwa 20 Minuten · Lösungen direkt aufklappen
Dein Fall: Messprotokoll und Arbeitsfreigabe
Mert Alkan wertet ein bereits durch eine zuständige Fachperson aufgenommenes Protokoll eines 24-V-Gleichstrom-Testaufbaus aus. Bei drei rein ohmschen Testwiderständen wurden jeweils 24 V gemessen: R1 = 120 Ω, R2 = 80 Ω, R3 = 60 Ω. Der Aufbau ist für diese Lernrechnung idealisiert. Die Auswertung enthält keine Aussage über Berührungsschutz, sichere Abschaltung oder die Freigabe einer realen Anlage.
Eigene, vereinfachte Falldaten von Karriere-Route. Die Werte sind keine allgemeinen Normen, Herstellerangaben oder echten Patientendaten.
Arbeitsanlage
Idealisierter Gleichstrom-Test
| Zweig | Spannung | Widerstand |
|---|---|---|
| R1 | 24 V | 120 Ω |
| R2 | 24 V | 80 Ω |
| R3 | 24 V | 60 Ω |
Vier Aufgaben zum Fall
Notiere zunächst deine eigene Antwort. Vergleiche danach deinen Weg mit der Lösung und den genannten Kriterien.
Aufgabe 1 · Entscheidung begründen
Welche Aussage passt zu den drei angegebenen Zweigen?
- Der Strom muss bei allen Widerständen gleich sein.
- Ein kleiner Widerstand bedeutet bei gleicher Spannung stets weniger Strom.
- Aus 24 V folgt bereits die sichere Betriebsfreigabe jeder Anlage.
- Bei gleicher Spannung fließt durch den kleineren Widerstand der größere Strom.
Lösung und Begründung ansehen
Richtige Auswahl: Bei gleicher Spannung fließt durch den kleineren Widerstand der größere Strom.
- 1. Der Strom muss bei allen Widerständen gleich sein.
Die unterschiedlichen Widerstände ergeben unterschiedliche Ströme. - 2. Ein kleiner Widerstand bedeutet bei gleicher Spannung stets weniger Strom.
Die Aussage kehrt das Verhältnis um. - 3. Aus 24 V folgt bereits die sichere Betriebsfreigabe jeder Anlage.
Die Übungsdaten ersetzen keine Schutzmaßnahmen oder Freigabe. - 4. Bei gleicher Spannung fließt durch den kleineren Widerstand der größere Strom.
Nach I = U / R steigt der Strom bei kleinerem R und gleichem U.
Nach I = U / R steigt der Strom bei kleinerem R und gleichem U.
Worauf du bei deiner Antwort achtest
- Fachlich passende Auswahl aus den konkreten Falldaten
Aufgabe 2 · Rechnen und Bezugsgrößen prüfen
Wie hoch ist der berechnete Strom durch R2 in Milliampere?
Rechne mit den vorgegebenen Fallwerten und gib dein Ergebnis in mA an.
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Ergebnis: 300 mA
- I = 24 V ÷ 80 Ω = 0,3 A.
- 0,3 A × 1.000 = 300 mA.
300 mA gilt für den idealisierten rein ohmschen Zweig R2.
Worauf du bei deiner Antwort achtest
- Ansatz und Bezugsgröße nachvollziehbar
- Ergebnis mit passender Einheit
Aufgabe 3 · Grafik oder Tabelle auswerten
Wie verhalten sich die Ströme durch R3 und R1 bei den angegebenen 24 V zueinander?
- I_R3 : I_R1 = 1 : 2
- I_R3 : I_R1 = 2 : 1
- I_R3 : I_R1 = 1 : 1
- I_R3 : I_R1 = 4 : 1
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Richtige Auswahl: I_R3 : I_R1 = 2 : 1
- 1. I_R3 : I_R1 = 1 : 2
Das Verhältnis der Widerstände wurde direkt auf die Ströme übertragen. Bei gleicher Spannung verhalten sich Strom und Widerstand jedoch umgekehrt. - 2. I_R3 : I_R1 = 2 : 1
I_R3 = 24 ÷ 60 = 0,4 A und I_R1 = 24 ÷ 120 = 0,2 A. Durch R3 fließt damit der doppelte Strom. - 3. I_R3 : I_R1 = 1 : 1
Gleiche Spannung bedeutet bei unterschiedlichen ohmschen Widerständen nicht gleichen Strom. - 4. I_R3 : I_R1 = 4 : 1
Die Halbierung des Widerstands von 120 auf 60 Ω verdoppelt den Strom. Sie vervierfacht ihn nicht.
Nach I = U ÷ R ergeben sich 0,4 A für R3 und 0,2 A für R1. Das Verhältnis 0,4 : 0,2 lässt sich zu 2 : 1 kürzen. Diese Auswertung gilt für das idealisierte ohmsche Modell; sie ist keine Sicherheitsprüfung einer realen Anlage.
Worauf du bei deiner Antwort achtest
- Fachlich passende Auswahl aus den konkreten Falldaten
Aufgabe 4 · Auf den Arbeitsalltag übertragen
Mert ergänzt das vorliegende Protokoll um seine Auswertung zu R2. Formuliere den Eintrag mit Rechenansatz, Ergebnis und einer klaren Grenze dessen, was diese Rechnung belegt.
Formuliere deine Antwort mit Bezug auf den Fall.
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Mögliche Antwort: Für den im Protokoll bezeichneten Zweig R2 mit 80 Ω bei 24 V berechnet Mert nach I = U ÷ R einen Strom von 0,3 A, also 300 mA. Er ordnet Ansatz und Ergebnis eindeutig diesem Zweig und dem vorliegenden Testprotokoll zu. Der Wert gilt für den ausdrücklich idealisierten, rein ohmschen Gleichstromfall. Die Rechnung prüft weder Berührungsschutz noch Abschaltung und gibt keine reale Anlage zum Betrieb oder zu Arbeiten unter Spannung frei. Eine solche Beurteilung gehört nicht zu diesem Rechenergebnis und bleibt bei den dafür zuständigen qualifizierten Personen.
Der vollständige Eintrag nennt nicht nur die Zahl 300, sondern 300 mA und den Zweig R2. So sind Einheit und Bezug überprüfbar. Modellannahme und fehlende Sicherheitsfreigabe sind getrennt zu dokumentieren: Ein korrekt berechneter Strom ist kein Nachweis der Schutzmaßnahmen einer realen Anlage.
Worauf du bei deiner Antwort achtest
- Einheit und Zweig nachvollziehbar zugeordnet
- Modellgrenze und fehlende Sicherheitsfreigabe klar
Einordnung und Kompetenzrahmen
Diese eigenen Aufgaben greifen ausgewählte berufliche Kompetenzen auf. Sie sind keine amtlichen Prüfungsaufgaben und bilden keine vollständige Prüfung ab. Die folgenden Verweise dienen der fachlichen Einordnung; beachte deinen konkreten Ausbildungsgang und Jahrgang.