ET Tutorials http://et-tutorials.de Wed, 25 Mar 2015 07:21:42 +0000 de-DE hourly 1 http://wordpress.org/?v=4.1.1 Aufgabe und Lösung zu Ersatzquellen und zur Dreieck Stern Umwandlung http://et-tutorials.de/10366/aufgabe-und-loesung-zu-ersatzquellen-und-zur-dreieck-stern-umwandlung/ http://et-tutorials.de/10366/aufgabe-und-loesung-zu-ersatzquellen-und-zur-dreieck-stern-umwandlung/#comments Mon, 19 Jan 2015 09:32:37 +0000 http://et-tutorials.de/?p=10366
In den ersten Semestern werden in den Abschlussklausuren von den Professoren gerne Aufgaben gestellt, bei denen mehrere Verfahren der Netzwerkberechnung angewendet werden müssen.

Dies sind häufig auch Aufgaben, die über das Standardvorgehen „Umwandlung einer Schaltung in eine Ersatzspannungsquelle, Einsatz des Lastwiderstandes in die Ersatzspannungsquelle, Berechnung von Laststrom, bzw. Spannung am Lastwiderstand an der belasteten Ersatzspannungsquelle, …“ hinausgehen.

Gern werden also auch Aufgaben genommen, bei denen eben nicht dieses geradlinige Vorgehen gefragt ist.

Man muss hier zeigen, dass das man auch das Prinzip dieser Umwandlungen verstanden hat.

Hierzu passend ist auch die Aufgabe, die im ET-Tutorials.de Forum gestellt worden ist.

Aufgabe zu Ersatzquellen und zur Dreick Stern Umwandlung

Bei dieser Aufgabe kommen gleich mehrere Problemstellungen zusammen.

Im Gegensatz zu den Standardaufgaben, bei denen aus einem aktiven Netzwerk eine Ersatzstromquelle oder eine Ersatzspannungsquelle berechnet werden muss, ist es hier umgekehrt.

Die Werte der Ersatzstromquelle sind gegeben und die Parameter des aktiven Netzwerkes, also die Widerstände und Spannungsquellen, müssen berechnet werden.

Vereinfachung der Schaltung mit der Dreieck Stern Umwandlung

Zudem lassen sich in dem gegebenen Beispiel die Widerstände nicht einfach zusammenfassen.

Vorher muss die Schaltung noch mit der Dreieck Stern Umwandlung umgebaut werden.

Video zur Lösung der Aufgabe

Die Aufgabe ist von einem Studenten während seiner Vorbereitung zur Elektrotechnik Klausur gestellt worden.

Frage und Diskussion zur Aufgabe findest Du im ET-Tutorials Forum. Falls Du es noch nicht gemacht hast, melde Dich im Forum an. Dort findest Du weitere Schüler und Studenten der Elektrotechnik, die ebenfalls in der Klausurvorbereitung sind. Im Forum können wir uns gegenseitig helfen.

Jetzt aber zum Video.

Viel Spaß.

Netzwerke berechnen mit der Ersatzspannungsquelle


mein E-Book für Schüler und Studenten
(für den Kindle-Reader oder die kostenlose Kindle-App)

Schritt für Schritt erklärt

mit Berechnungsbeispielen

VIDEO-unterstützt



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Amazon Kindle Unlimited kündigen http://et-tutorials.de/10089/amazon-kindle-unlimited-kuendigen/ http://et-tutorials.de/10089/amazon-kindle-unlimited-kuendigen/#comments Thu, 16 Oct 2014 09:26:12 +0000 http://et-tutorials.de/?p=10089
Ich stelle meine Kindle E-Books über das Verleih-System bei Amazon jedem Interessierten zur Verfügung.

Als Amazon Prime Kunde oder Teilnehmer des Amazon Kindle Unlimited Programms brauchst Du die E-Books nicht zu kaufen, sondern kannst Sie bei Amazon ausleihen und sie anschließend wieder (virtuell) zurückgegen.

Über Amazon Kindle Unlimited kannst Du also auch meine Kindle E-Books für eine monatliche Flatrate auf Deinem Kindle, Deinem PC oder Deinem Tablet/Smartphone lesen.

Vielleicht nutzt Du aber auch den kostenlosen Probemonat von Amazon Kindle Unlimited.

Hierüber stehen Dir meine E-Books einen Monat völlig kostenlos zur Verfügung.

Um jedoch nicht unfreiwillig in ein kostenpflichtiges Abo zu rutschen musst Du den Probemonat rechtzeitig beenden.

Was dabei zu beachten ist, erfährst Du in diesem Artikel.

Wann muss Kindle Unlimited gekündigt werden?

Amazon spricht in seiner Werbung für Kindle Unlimited immer von einem kostenlosen Probemonat.

Wer aber schon einmal mit Kaufleuten zu tun hat, kennt aber vielleicht deren Vereinfachungen. ;-)

Das Jahr hat 360 Tage, ein Monat hat 30 Tage. Für uns Techniker kaum zu glauben, für Kaufleute ist das aber so. ;-)

So auch bei Amazon. Der Probemonat dauert also 30 Tage

Der Starttag wird mitgerechnet. Wer also heute, am 16.10.2014, abonniert muss am 14.11.2014 für den Folgemonat zahlen.

Nachdem dies nun geklärt ist geht es darum, wie Du Kindle Unlimited auf der Seite von Amazon kündigen kannst.

Gibt es eine Kündigungsfrist?

Nein, man kann die Mitgliedschaft jederzeit mit Wirkung zum Ende des laufenden monatlichen Abrechnungszeitraums kündigen. Wenn Du die Mitgliedschaft vor Ablauf des jeweiligen Zeitraums kündigst, erhälst Du jedoch keine Erstattung der bereits gezahlten Mitgliedschaftsgebühren für den noch laufenden monatlichen Abrechnungszeitraum.

Die ausgewählten Titel werden zum Ende der Mitgliedschaft aus dem Konto/Gerät/… wieder entfernt.

Kündigung von Kindle Unlimited in fünf Schritten

  1. Melde Dich auf der Website von Amazon.de mit Deiner E-Mail Adresse und Deinem Passwort an.
  2. Gehe oben auf die Schaltfläche “Mein Konto” und wähle “Meine Inhalte und Geräte” aus.
  3. Klicke auf „Einstellungen“
  4. Scrolle nach unten bis „Einstellungen von Kindle“ und klicke auf den Button „Kindle Unlimited stornieren“.
  5. Bestätige die Abfrage mit „Ich möchte stornieren“.

Hier sieht Du noch einmal den Knopf zum Kündigen.




Was tun bei technischen Problemen

Sollte irgendetwas mit dem Kindle, dem Kauf von Büchern oder auch wie hier dem Kündigen des Kindle Unlimited Abos nicht funktionieren hilft der Amazon Kundendienst.

Der einfachste Weg ist der Aufruf der Kundendienst-Seite bei Amazon.de.

Auch wenn Du gern mit jemandem persönlich sprechen möchtest. Denn hier kannst Du Dich zur gewünschten Zeit zurückrufen lassen und brauchst nicht in der Telefon-Wartschlange zu warten.

Falls Du direkt anrufen möchtest, kannst Du das natürlich auch tun.

Hier die Service-Nummern:

  • Deutschland: 0800-36 38 46 9
  • Österreich: 0800-88 66 32 38
  • Schweiz: 0800-74 00 20



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Der Transistor als Impedanzwandler http://et-tutorials.de/10055/der-transistor-als-impedanzwandler/ http://et-tutorials.de/10055/der-transistor-als-impedanzwandler/#comments Wed, 08 Oct 2014 17:40:37 +0000 http://et-tutorials.de/?p=10055
Ein Transistor als Impedanzwandler ist eine der Grundschaltungen der Elektronik.

Der Begriff Impedanzwandler beschreibt hierbei die Funktion der Transistorschaltung.

Der Aufbau der beschriebenen Schaltung wird eher durch die Bezeichnung Kollektorschaltung deutlich.

Anders als bei der Emitterschaltung, bei der sowohl das Eingangssignal auch als das Ausgangssignal der Emitteranschluss des Transistors das Bezugspotential bildet, ist für die Kollektorschaltung der Kollektoranschluss der gemeinsame Bezugspunkt.

Das Ausgangssignal wird bei der Kollektorschaltung oberhalb des Emitterwiderstandes abgegriffen, während das Eingangssignal wie bei der Emitterschaltung auch dem Transistor über den Basisanschluss zugeführt wird.

Funktionsweise der Kollektorschaltung

Steigt nun das Basispotential des Transistors leitet der Transistor besser.

Dies führt zu einem höheren Kollektor-, bzw. Emitterstrom, der dafür sorgt, dass am Emitterwiderstand eine höhere Spannung abfällt und somit das Emitterpotential ansteigt.

Sinkt das Basispotential des Transistors leitet der Transistor schlechter.

Dies führt zu einem kleineren Kollektor-, bzw. Emitterstrom, der dafür sorgt, dass am Emitterwiderstand eine kleinere Spannung abfällt und somit das Emitterpotential sinkt.

Da die Basis-Emitterspannung nur um sehr kleine Spannungswerte variiert werden kann, folgt also die Emitterspannung der Basisspannung.
Man bezeichnet die Kollektorschaltung daher auch als Emitterfolger. Das Potential am Emitter folgt dem Potential an der Basis.

Spannungsverstärkung der Kollektorschaltung

Da eine Änderung der Eingangsspannung eine annähernd gleiche Änderung der Ausgangsspanung hervorruft wird die Eingangsspannung nicht verstärkt. Der Spannungsverstärkungsfaktor liegt bei knapp unter 1.

Die Kollektorschaltung als Impedanzwandler

Auch wenn die Kollektorschaltung die Spannung nicht verstärkt ist sie in Verstärkerschaltungen durchaus hilfreich.

Da die Basisströme eines Transistors sehr klein sind, werden Signalgeber, die am Eingang der Kollektorschaltung angeschlossen werden, nur wenig belastet.

Der Eingangswiderstand der Kollektorschaltung ist also sehr hoch.

Ausgangsseitig kann die Schaltung jedoch höhere Stromstärken an die nächste Stufe liefern.

Der Ausgangswiderstand ist also klein.

Die Kollektorschaltung wirkt also als Impedanzwandler.

Video zum Transistor als Impedanzwandler

Im folgenden Video wird der Transistor als Impedanzwandler einmal in PSpice aufgebaut und simuliert.

Die Schaltung steht unter folgendem Link für eigene Simulationen zum Download zur Verfügung.


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Open Collector Ausgang digitaler Schaltungen http://et-tutorials.de/10041/open-collector-ausgang-digitaler-schaltungen/ http://et-tutorials.de/10041/open-collector-ausgang-digitaler-schaltungen/#comments Sat, 04 Oct 2014 08:24:06 +0000 http://et-tutorials.de/?p=10041
Viele digitale Bauteile haben einen sogenannten Open Collector Ausgang. In diesem Artikel und dem Video gehst es darum, was ein Open Collector ist, wie er funktioniert und vor allem wie er beschaltet wird.

Digitale Schaltungen sollen am Ausgang einen digitalen Wert liefern, beispielsweise 5V oder 0V. Idealerweise wird dazu das Ausgangsignal auf Masse oder der Betriebsschaltung geschaltet.

Die Realisierung wird aber häufig nicht innerhalb des ICs vorgenommen, sondern mit Hilfe zusätzlicher externer Beschaltung der integrierten Schaltung.

Eine Realisierungsmöglichkeit ist der Open Collector Ausgang.

Open Collector

Wie der Namen schon vermuten lässt, wird der Ausgang mit Hilfe eines Transistors realisiert, dessen Kollektor offen, also unbeschaltet bleibt.

Der Emitter dieses Ausgangstransistors ist mit Masse verbunden. So kann durch ein High-Potential an der Basis des Transistors das Ausgangssignal der Schaltung auf Masse gezogen werden.

Die Realisierung des Low-Potentials am Ausgang ist somit gelöst.

Wie wird das High-Potential am Open Collector realisiert

Bei einem Low-Potential an der Basis des Ausgangstransistors wird die Kollektor-Emitter-Strecke hochohmig. Der Ausgang des Schaltung liegt also „in der Luft“ und liegt auf keinem definierten Potential.

Eine nachfolgende Schaltung, die an diesem Anschluss angeschlossen würde, hätte somit kein High-Potential, im Sinne einer Eingangsspannung von beispielsweise 5V.

Der Pull-Up Widerstand

Das Ausgangssignal muss daher auf dieses High-Potential „hochgezogen“ werden.

Hierbei hilft der sogenannte Pull-Up Widerstand. „Pull-up“ für „hochziehen“.
Der Kollektor der Open-Collector-Schaltung wird über diesen Pull-Up-Widerstand mit der Betriebsspannung verbunden, so dass bei einem hochohmigen Zustand der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors (der Transistor sperrt) das Ausgangssignal über den Pull-Up-Widerstand mit der Betriebsspannung verbunden ist.

Video zum Open Collector Ausgang

Im folgenden Video wird die Funktionsweise des Open-Collector-Ausgangs mit Hilfe von PSpice gezeigt.

Um die Schaltung selbst zu simulieren steht die Schaltung unter folgendem Link zum Download für PSpice zur Verfügung.

Zum Öffnen der PSpice-Beispielprojekte die OrCAD Capture öffnen und mit “open project” die opj-Datei öffnen. Anschließend kann aus Capture die PSpice Simulation wie im Film gestartet werden.

Viel Spaß mit dem Video.




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Amazon Kindle unlimited für Studenten http://et-tutorials.de/10002/amazon-kindle-unlimited-fuer-studenten/ http://et-tutorials.de/10002/amazon-kindle-unlimited-fuer-studenten/#comments Sat, 27 Sep 2014 13:02:55 +0000 http://et-tutorials.de/?p=10002
Bücher auf jedem Gerät für einen Flat-Rate Preis lesen. Das soll das Angebot „Amazon unlimited“ den Kunden ermöglichen.

In den USA und Großbritannien gibt es das Angebot Amazon unlimited bereits seit Juli 2014. In Deutschland ist Kindle Unlimitednun auch gestartet.

Was Amazon unlimited ist und wie es das Lern- und Arbeitsverhalten von Studenten nachhaltig ändern kann, darum geht im folgenden Artikel.

Was ist Amazon Kindle unlimited

Vergleichbar ist Amazon unlimited mit dem Angebot von Spotify oder Netflix. Nur das es eben hier nicht um Musik, sondern um Bücher geht.

Für einen monatlichen Betrag (in den USA kostet das Angebot zur Zeit monatlich 9,99 Dollar, also umgerechnet ca. 7,40 Euro.) gibt es eine Flat-Rate für Bücher.

Im Angebot sind in den USA über 600.000 E-Books, die auf unterschiedlichen Geräten gelesen werden können.

Neben den Kindle-Readern von Amazon ist auch das Lesen auf kostenlosen Kindle-Apps für Smartphones, Tablets, PCs, … möglich.

Die einzelnen Apps auf den unterschiedlichen Geräten sind dabei synchronisiert.

Man kann also zu Hause am Tablet ein Buch lesen. Wenn man anschließend in der Bahn auf seinem Smartphone weiterlesen möchte, wird dann automatische die Passage des Buches aufgerufen, an der man das Lesen zu Hause beendet hat.

Wie verträgt sich Amazon Kindle unlimited mit dem deutschen Buchpreisbindungsgesetz

Vorab: Ich bin kein Jurist. Hier geht es also nur um eine prinzipielle Darstellung.

Nach dem deutschen Buchpreisbindungsgesetz dürfen Bücher in allen Geschäften, online wie offline, nicht zu unterschiedlichen Preisen verkauft werden.

Dies gilt auch für E-Books.

Aber wie verträgt sich das Angebot von Amazon mit dem Buchpreisbindungsgesetz. Der Preis für ein E-Book ist ja hier nicht festgelegt.

Wie ich es verstanden habe, versteht Amazon (und scheinbar auch der Gesetzgeber) das Angebot Amazon unlimited wie das Angebot einer Bücherei.

Wie in einer Bücherei gibt es einen Büchereiausweis. Diesen Büchereiausweis gibt es gegen eine monatliche Gebühr. Bücher können vom Abonnenten, dem Büchereiausweisbesitzer, ausgeliehen werden. Die Flat-Rate bezieht sich also auf das Ausleihen von Büchern.
Das das Kindle-Universum ein geschlossenes System ist, hat Amazon jederzeit Zugriff auf das Gerät (bei aktiviertem Internetanschluss) und kann bei Ablauf, beispielsweise nach Kündigung der Flat-rate das E-Book wieder vom Kindle-Reader oder der Kindle-App entfernen.

Kindle unlimited für Studenten


Ich gehe davon aus, dass eine Flat-Rate für Bücher das Zukunftsmodell ist. Wie bei Musik, Filmen und dem Abo für den Fitness-Club wird es künftig nicht mehr darauf ankommen, der Besitzer eines Buches zu sein.

Für eine gewünschte Dauer erhält man das Nutzungsrecht an Büchern. Und genau so wie es bei Spotify darum geht, nicht die Nutzung für einzelne Musikstücke zu erhalten, wird es auch bei Büchern darum gehen, Zugriff auf alle verfügbaren Bücher zu bekommen und Bücher dann zu lesen, wann und wie man es möchte.

Und wenn man sich nur für eine Seite oder nur ein Kapitel eines Buches interessiert, dann muss man nicht das gesamte Buch kaufen, sondern man leiht es (virtuell) aus und liest die gewünschte Information.

Welche Konsequenzen ergeben sich nun aus Kindle unlimited für Studenten.

Künftig wird es immer mehr Fachbücher in der Kindle-Umgebung geben. Fachbücher sind teuer, erheblich teurer als Romane.

In der Vergangenheit mussten sich Studenten komplette Bücher kaufen, obwohl nur ein Bruchteil des Buches für das aktuelle Problem relevant war.

Künftig wird man als Student nicht mehr beschränkt sein auf die Informationen, die (zufällig) im eigenen Bücherschrank oder der Bücherei der Hochschule verfügbar ist. In einem Flat-Rate-Modell fällt diese Beschränkung weg.

Amazon Kindle ist nun auch in Deutschland verfügbar

Im Rahmen der Frankfurter Buchmesse ist nun auch Kindle Unlimited in Deutschland verfügbar.

Kostenlos Amazon unlimited testen

Auch in Deutschland gibt es eine kostenlose Testphase. Jeder Interessent kann 30 Tage lang das Angebot ausprobieren und beliebig viele Bücher herunterladen und während der Testphase lesen.

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Schalten induktiver Lasten mit Freilaufdioden http://et-tutorials.de/9838/schalten-induktiver-lasten-mit-freilaufdioden/ http://et-tutorials.de/9838/schalten-induktiver-lasten-mit-freilaufdioden/#comments Fri, 25 Jul 2014 08:37:49 +0000 http://et-tutorials.de/?p=9838
Das Schalten von Induktivitäten ist auf den ersten Blick einfacher als es in der Realität wirklich ist.

Im Gegensatz zu ohmschen Widerständen, bei denen sich Strom und Spannung nach dem ohmschen Gesetzt ( R = U / I) linear verhalten, treten bei Induktivitäten andere Gesetzmäßigkeiten auf, die während des Schaltvorgangs zu Problemen führen können.

Wenn Du Dich für die technischen Hintergründe interessierst, findest Du erläuternde Videos in der Rubrik Induktivität und magnetisches Feld.

In diesem Artikel geht es nun um den Einsatz und das Schalten von Induktivitäten in einer Schaltung.

Das Schalten induktiver Lasten über einen Transistor

In der Schaltung, die im Video untersucht wird, soll über einen npn-Transistor eine ohmsch-induktive Last geschaltet werden.

Da Spulen aus aufgewickeltem Draht besteht findet man genau diese Kombination ( ohmsch-induktiv) in der Praxis sehr häufig.

Elektromotoren und Relais stellen also genau solch eine ohmsch-induktive Last dar, bei der die im Video beschriebenen Probleme auftreten.

Weitere Hintergrundinformationen zum Schalten induktiver Lasten findest Du auch in den beiden Videos:

Einschalten von Induktivitäten
und
Ausschalten von Induktivitäten

Abschalten von Induktivitäten

Das Abschalten von Induktivitäten ist hierbei der kritische Fall.

Um das Abschalten soll es also in dem Video am Ende des Artikels gehen.
Während des eingeschalteten Zustands ist die Kollektor-Emitter-Spannung des Transistors klein. Beim Abschalten steigt das Emitterpotential nun nicht nur auf die Betriebsspannung, weil der Transistor sperrt.

Wie in der Simulation im Video zu sehen ist, steigt die Kollektor-Emitter-Spannung kurzzeitig auf sehr hohe Werte. Diese Spannungen können für den Schaltransistor gefährlich werden und ihn zerstören.

Die Ursache für diese hohen Spannungswerte liegt im Magnetfeld der zu schaltenden Spule.

Beim Abschalten des Laststromkreises, in der also die Spule und der Transistor mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke liegt, treibt die Spule den Strom weiter. Die Spule wird also zur Stromquelle.

Da die Kollektor-Emitter-Strecke nun aber sehr hochohmig ist, entsteht durch den weiterhin fließenden Strom eine sehr hohe Spannung.

Schutz des Transistors über eine Freilaufdiode

Um den Transistor zu schützen schaltet man anti-parallel zur Spule eine Diode, die sogenannte Freilaufdiode.

Beim Abschalten kann der von der Spule weitergetriebene Strom nun über die Freilaufdiode „freilaufen“.

Also Weiterfließen, bis das Magnetfeld abgebaut ist.

Video zum Schalten induktiver Lasten mit einer Freilaufdiode.

Im Video sieht man sehr schön wie der Strom über die Freilaufdiode abgeleitet wird.

Die Schaltung steht wieder als Projektdatei zum Download zur Verfügung.
Jetzt aber viel Spaß mit dem Video und der eigenen Simulation mit PSpice.

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Einschalten kapazitiver Lasten über einen Transistor http://et-tutorials.de/9833/einschalten-kapazitiver-lasten-ueber-einen-transistor/ http://et-tutorials.de/9833/einschalten-kapazitiver-lasten-ueber-einen-transistor/#comments Thu, 24 Jul 2014 11:40:12 +0000 http://et-tutorials.de/?p=9833
Das Einschalten kapazitiver Lasten ist nicht unproblematisch. Eine Kapazität, also beispielsweise im klassischen Fall ein Kondensator, ist zum Einschaltzeitpunkt ungeladen.

Es befinden sich also keine Ladungsträgerkonzentration auf eine der beiden Platten.

Zum Zeitpunkt des Einschaltens können die Kondensatorplatten also noch reichlich Elektronen aufnehmen. Der Stromfluss ist also beim Einschalten sehr hoch. Der Widerstand einer Kapazität beim Einschalten also sehr gering.

Im Idealverhalten bildet eine Kapazität im Einschaltzeitpunkt einen Kurzschluss.

Im Video dieses Artikels wird dieses Verhalten mit Hilfe einer Simulation in PSpice untersucht.

Als Referenz wird zunächst einmal das Einschalten einer ohmschen Last über einen Transistor simuliert.

Durch die schnelle Zeitschaltzeit des Transistors erfolgt der Anstieg des Stroms gleichzeitig mit dem Anlegen der Steuerspannung an der Basis des Transistors.

Die Höhe der Stromstärke ist nach dem ohmschen Gesetz durch den ohmschen Widerstand begrenzt.

Das Verhalten ist also genau so, wie man es für das Schalten einer Last wünscht.

Das Schalten kapazitiver Lasten

Im nächsten Schritt wird nun ein Kondensator parallel zum Lastwiderstand geschaltet.

Nach der Simulation mit PSpice erkennt man im Probefenster das Problem dieser Schaltung.

Der Kondensator hat währende des Einschaltvorgangs einen sehr geringen Widerstandwert und schließt somit den Widerstand kurz. Die Folge ist ein im Vergleich zur rein ohmschen Belastung hoher Kollektorstrom.

Nachdem der Kondensator aufgeladen ist hat er einen unendlich hohen Widerstand. Es wirkt dann also nur noch der ohmsche Widerstand. Dieser ohmsche Widerstand begrenzt dann wieder den Strom wie im ersten Fall.

Hohe Kapazitätswerte

Kondensators mit kleinen Kapazitäten sind sehr schnell aufgeladen und werden somit sehr schnell hochohmig. Bei höheren Kapazitäten erhöht sich die Ladezeit und damit die Dauer der höhen Stromstärke, so dass diese Stromstärken durchaus für den schaltenden Transistor gefährlich werden kann.

Das Video und die Schaltung zum Schalten kapazitiver Lasten

Die in diesem Video verwendete Schaltung steht unter folgendem Link als PSpice-Projekt zum Download zur Verfügung.

Viel Spaß mit dem Video und dem simulieren eigener Schaltungen.


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Astabile Kippstufe mit NE555 http://et-tutorials.de/9830/astabile-kippstufe-mit-ne555/ http://et-tutorials.de/9830/astabile-kippstufe-mit-ne555/#comments Tue, 22 Jul 2014 09:33:54 +0000 http://et-tutorials.de/?p=9830
Mit dem Timerbaustein NE555 kann sehr leicht eine Astabile Kippstufe realisiert werden.

Zwar hat der NE555 selbst keine eingebaute Timerfunktion.

Durch die äußere Beschaltung durch Widerstände und einem Kondensator lassen sich die Auf- und Entladezeiten des Kondensators dazu nutzen die gewünschten Umschaltzeiten mit Hilfe des NE555 einzustellen.

Im Video wird der Aufbau einer astabilen Kippstufe mit Hilfe von PSpice gezeigt.

Auf der Seite von FlowCAD.de steht die Schaltung als gepackte Datei zum Download zur Verfügung.

Weitere Infos und Videos findest Du auch auf der Übersichtsseite zum Baustein NE555.

Das Video zur astabilen Kippstufe mit dem NE555

Viele Spaß nun mit dem Video und der eigenen Simulation.

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Huvrboard by Huvrtech http://et-tutorials.de/9811/huvrboard-by-huvrtech/ http://et-tutorials.de/9811/huvrboard-by-huvrtech/#comments Thu, 17 Jul 2014 11:58:30 +0000 http://et-tutorials.de/?p=9811
Sicher kennst Du den Film „Zurück in die Zukunft“, bzw. „Back to the future“.

Je nach dem. ;-)

Marty Mc Fly, gespielt vom jungen Michael J. Fox, fährt in diesem Science-Fiction-Film auf einem Skateboard durch die Stadt, bzw. nutzt während seiner Reise in der Zukunft ein Skateboard, das ohne Räder fährt, bzw. fliegt.

Die Gravitation ist durch dieses Skateboard scheinbar aufgehoben.

Da geht natürlich nur in der Zukunft, bzw. in Hollywood.

Tja, denkste. ;-)

Das Huvrboard der Firma Huvrtech

Nun behauptet die amerikanische Firma Huvrtech, ein ähnliches Board konstruiert zu haben und demnächst auf den Markt bringen zu wollen.

Im Video ( weiter unten im Artikel habe ich das Video eingebettet ) “zeigt” die Firma, dass das Huvrboard ebenfalls der Schwerkraft strotzt und leicht zu fahren (fliegen) sein soll, sogar für Anfänger mit keinen Skateboard-Erfahrungen.

Scheinbar mühelos hebt das Huvrboard ab und lässt sich wie ein normales Skateboard fahren. Nur eben einen halben Meter schwebend über dem Boden.
Da fallen selbst die Amerikaner nicht drauf rein. ;-)

Warum investiert Huvrtech viel Zeit und Geld in ein Fake-Projekt

Auch wenn aufgrund der Filmtechnik nicht direkt erkennbar ist, wie Fahrer samt Board angehoben ist oder ob der Film mit Greenscreen-Technik und Computeranimation zusammengschnitten worden ist. Eins lässt sich gut erkennen:

Man hat sehr viel Aufwand zur Produktion dieses Boards und des Fake-Videos betrieben.

Überhaupt scheint die gesamte Aktion sehr aufwändig und damit auch kostspielig zu sein.

Der Grund, weshalb die Firma Huvrtech diesen Aufwand betreibt und viel Geld in diesen Hype investiert ist noch unklar.
Wenn überhaupt eine Firma dahinter steckt.

man darf einmal gespannt sein, was sich hinter dieser (Werbe-)Aktion verbirgt.

Das wird sich in den nächsten Wochen sicher zeigen, wenn der Hype an seinem Zenit angekommen ist und die Firma dann das eigentliche Produkt präsentieren wird.

Das Video zum Huvboad von Huvrtech



UPDATE: Die Aktion war ein Gag des Comedy-Portals „Funny or Die”.

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Die Maxwell Gleichungen http://et-tutorials.de/9792/die-maxwell-gleichungen/ http://et-tutorials.de/9792/die-maxwell-gleichungen/#comments Wed, 16 Jul 2014 13:35:25 +0000 http://et-tutorials.de/?p=9792
Die Maxwell-Gleichungen anschaulich erklärt. Folgendes sehr gut gemachtes Video zum Thema Maxwell-Gleichungen habe ich auf YouTube gefunden. Das Video stammt von Jörn Loviscach, der auf seiner Website regelmäßig sehr gut gemachte Videos zur Mathematik und Elektrotechnik veröffentlicht.

Dieses Video zu den Maxwell-Gleichungen ist m.E. einer der Highlights auf seiner Seite.

Die Maxwell-Gleichungen bilden die Grundlage der Elektrotechnik. Die Beschäftigung mit den Maxwell-Gleichungen ist aber nichts für Einsteiger.

Die Inhalte des Videos sind ganz eindeutig Hochschulstoff.

Um das Video zu verstehen sollten man einigermaßen fit im Bereich der partiellen Differentialgleichungen sein.

Falls Du Dich aber zur Zeit mit den Maxwell-Gleichungen beschäftigst, bzw. beschäftigen musst (die wenigsten Elektrotechniker machen das freiwillig ;-) ) solltest Du Dir das Video unten auf der Seite auf jeden Fall anschauen. Es lohnt sich.

Das elektrische Feld

Wie wirkt das elektrische Feld auf eine Probeladung?

Zu Beginn des Videos wird sehr anschaulich erklärt, wie das elektrische Feld definiert ist und welche Wirkung das elektrische Feld auf eine Probeladung hat.

Das elektrische Feld definiert die Größe und die Richtung einer Kraft auf einer Probeladung in genau diesem elektrischen Feld. Das elektrische Feld ist also genau wie die Kraft auch ein Vektor.

Das magnetische Feld

Im Gegensatz zum elektrischen Feld hat das magnetische Feld keine Kraftwirkung auf ein ruhendes Elektron.

Erst bei der Bewegung der Probeladung wirkt eine magnetische Kraft.

Senkrecht zur Geschwindigkeitsrichtung, dem Geschwindigkeitsvektor, und senkrecht zum Magnetfeld wirkt dann eine Kraft auf die Probeladung.

Die Kraft bildet sich aus dem Produkt der Probeladung und dem Kreuzprodukt aus Geschwindigkeitsvektor und Magnetfeld.

Mit Hilfe der Drei-Finger-Regel, kann man also die Richtung des Kraftvektors bestimmen.

Lorentzkraft im weiteren Sinn

Die Auswirkuing beider Felder, dem elektrischen Feld und dem magnetischen Feld ergibt die Lorentzkraft inm weiteren Sinn.
Also:

F= q (E + v x B)
(wobei F, E, v und B jeweils Vektoren sind)..

Elektrische Ladung und Stromstärke

Desweiteren benötigt man für das Verständnis der Maxwell-Gleichungen weitere Begriffe, die im folgenden definiert werden.

Die elektrische Raumladungsdichte bezeichnet die eingeschlossene Ladung in einem infinitesimal kleinen Volumen.

Für bewegte Ladungen definiert man die elektrische Stromdichte ∂.
Die elektrische Stromdichte bezeichnet die Stromstärke, also die Anzahl der Ladungsträger pro Zeit durch eine infinitesimal kleine Fläche.

Weiter „aufgedröselt“ ;-) ergibt sich, dass die elektrische Stromdichte dem Produkt aus Raumladungsdichte und dem Geschwindigkeitsvektor entspricht.

Kontinuitätsgleichung

Stellt man sich ein kleines Volumen vor, in das Ladungsträger herausfließen, dann müssen diese Ladungsträger nach dem Herausfließen fehlen.

Logisch, oder ;-)

Die Änderung der elektrischen Stromdichte nach allen Richtungen, also die Summe der partiellen Ableitungen (nach den einzelnen Richtungen) ∂Jx/∂x + ∂Jy/∂y + ∂Jz/∂z muss gleich der sich in der Zeit geänderten Raumladungsdichte sein.

dJx/dx + dJy/dy + dJz/dz = -∂δ/∂t

dJx/dx + dJy/dy + dJz/dz nennt man div J (Divergenz).

Also lautet dir Kontinuitätsgleichung

div J = -∂δ/∂t

Weniger mathemaisch ausgedrückt bedeutet das, dass Ladungen nicht verloren gehen.

Die vier Maxwell-Gleichungen

Maxwell Gleichungen

Das Gaußsche Gesetz für elektrische Felder

In der ersten Maxwell-Gleichung betrachtet man die in ein Probevolumen „hinein- und hinausfließende“ elektrische Feldstärke.

Umschließt das Probevolumen positive Ladungsträger fließen mehr Feldlinien hinaus, umschließt das Probevolumen negative Ladungsträger fließen mehr Feldlinien hinein. Die Divergenz des elektrischen Feldes ist also proportional zur Raumladungsdichte.

Das Gaußsche Gesetz für magnetische Felder

Da magnetische Felder keinen Anfang und kein Ende haben, kommt in keinem Punkt magnetische Flussdichte dazu oder geht magnetische Flussdichte verloren.

Es gibt nämlich keine magnetischen Ladungen, bzw. magnetische Monopole.

Die Divergenz von B ist also überall gleich Null.

Das Durchflutungsgesetz

Das Durchflutungsgesetz beschreibt wie elektrische Ströme magnetische Felder erzeugen.

Die Stromdichte erzeugt eine magnetische Flussdichte, die proportional zur Stromdichte ist. Für die magnetische Flussdichte gilt:
rot B ist proportial zu J und zusätzlich (wie im Video gezeigt wird) der zeitlichen Änderung des elektrischen Feldes.

Die Richtung der magnetischen Flussdichte lässt dich aus der „Rechte-Hand-Regel“ bestimmen.

Im Video wird sehr schön am Beispiel einer Kondensatoraufladung gezeigt, dass nicht nur durch den fließenden Strom, sondern auch durch die Änderung des elektrischen Feldes zwischen den Kondensatorplatten ein B-Feld entsteht, das plausibel zum Durchflutungsgesetz ist.

Das Induktionsgesetz

Auch die Änderung des Magnetfeldes hat ein elektrisches Feld zur Folge. Dies wird im Induktionsgesetz beschrieben.

Das Induktionsgesetz lautet rot E = –∂B/∂t

Beispiele zur Anwendung der Maxwell-Gleichungen

Diese vier Maxwell-Gleichen beschreiben vollständig die Zusammenhänge zwischen elektrischen Feldern und magnetischen Feldern und bilden die Grundlage für die Elektrotechnik.

Eigentlich reichen diese vier Maxwell-Gleichungen und der Rest ist nur Ballast. ;-)
Nein, im Ernst. Auch ich bin froh, dass man weitere Gleichungen entwickelt hat, die uns Elektrotechnikern das Leben erleichtern.

Wie man aber auch mit den Maxwell-Gleichungen rechnen kann, wird am Ende des Videos gezeigt. Dranbleiben lohnt sich also. ;-)

Übungsaufgaben

Allein durch das Lesen bekommt man nur ein grobes Verständnis für die Maxwellschen Gleichungen.

Anwenden kann man diese Gleichungen nur durch entsprechende Übungen anhand von Beispielaufgaben.

Falls Du Dich also schon ein bißchen mit den Maxwellschen Gleichungen auskennst und auf der Suche nach Übungsaufgaben bist, findest Du im nebenstehenden Buch passende Aufgaben mit Lösungsansätzen.

Das Video zu den Maxwell-Gleichungen

Jetzt aber zum Video.

Für alle, die sich mit der theoretischen Elektrotechnik, Systemtheorie oder wie sich das Fach an der Hochschule sonst noch nennt, beschäftigen und sich bereits ein wenig mit partiellen Differentialgleichungen auskennten, lohnt es sich alle Ablenkungen auszuschalten und 50 Minuten lang dem Video zu folgen.




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