LF 6 Kfz-Mechatroniker 2. Lehrjahr 2016 2017

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Berufliches Schulzentrum für Technik I
Park der OdF 1, 09111 Chemnitz * Industrieschule, Tel. 0371 / 488 2600
Arbeitsunterlage
Lernfeld 6
>„Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen
diagnostizieren und beheben“<
Berufsfeld „Fahrzeugtechnik“
1. Fachstufe, (2. Ausbildungsjahr)
Schuljahr 2016/2017
Beruf:
 Kraftfahrzeugmechatroniker
Laborordnung für den gerätegestützten Unterricht
Zusätzlich zu den Bestimmungen der Hausordnung gelten folgende
Regelungen:
1. Aufenthalt im Laborraum





Der Laborraum wird nur in Begleitung eines Fachlehrers und mit den erforderlichen
Materialien und Ausrüstungen betreten. (Taschen, Rucksäcke, Jacken, Helme
verbleiben im Klassenzimmer)
Die zugeteilten Laborarbeitsplätze werden während des gesamten Schuljahres
beibehalten.
Speisen und Getränke sind im Laborraum verboten.
Gegenstände am Körper, die das Arbeiten beeinträchtigen und Unfallgefahren in sich
bergen, wie z. Bsp. Ketten, Armringe, Handschmuck, Armbanduhren u. ä., sind
abzulegen.
Langes Haar ist so zu tragen, dass Behinderungen und Unfallgefahren ausgeschlossen
sind.
2. Versuchsvorbereitung und -durchführung







Als Vorbereitung für die Arbeiten im gerätegestützten Unterricht (LF6G) sind sie
verpflichtet, sich mit den Aufgaben des jeweiligen Versuches als Hausaufgabe
vertraut zu machen.
Bei der Durchführung von Versuchen achten Sie auf Ordnung und Sauberkeit am
Arbeitsplatz.
Die Vorgaben der Versuchsanleitungen sind unbedingt einzuhalten.
Aufgebaute Versuchsanordnungen sind vor Inbetriebnahme vom Fachlehrer
kontrollieren zu lassen.
Bei Veränderung der Schaltung (Anschluss von Messgeräten, Austausch von
Bauteilen) und beim Beseitigen von Störungen ist die Spannungsversorgung
auszuschalten.
Auftretende Störungen sind dem Fachlehrer mitzuteilen.
Defekte Bauteile und Aggregate sind dem Fachlehrer zu übergeben.
3. Verhalten bei Unfällen im Laborraum


Jeder Laborunfall ist dem Fachlehrer mitzuteilen und schriftlich zu dokumentieren.
Verunfallte sind nach den Regeln der Erstrettung zu versorgen.


Telefone im Labor 300, 307, 324: Notruf 112
Meldung im Sekretariat der Schulleitung Raum 106 (1. Obergeschoss) Tel: 2601
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–2–
Schuljahr 2016/2017
Labor Kfz-Elektrik / Elektronik (Raum 300; 307)
Gültig für alle fahrzeugtechnischen Berufe
Zum gerätegestützten Unterricht sind folgende Materialien und Ausrüstungen mitzubringen:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Tabellenbuch / Formelsammlung
Zeichengeräte
netzunabhängiger Taschenrechner (Handyverbot)
eigenes funktionstüchtiges Digitalmultimeter
Millimeterpapier im Format A4
Die vorliegende Arbeitsunterlage und Aufzeichnungen des theoretischen Unterrichtes:
„Prüfen und Instandsetzen der Energieversorgungs- und Startsysteme“
Alle Arbeitsblätter, Versuchsanleitungen, Diagramme, Messprotokolle und Berechnungen sind mit Bleistift und in Druckschrift zu verfassen.
Im Labor herrscht Handyverbot
Die Messwerte (auch Berechnungen) sind mit 3 Dezimalstellen zu dokumentieren. Damit sind nicht die
Stellen hinter dem Komma, sondern alle Dezimalstellen gemeint. Dabei gilt als erste Stelle jene, welche von
links gelesen keine 0 ist. Dazu ist der kleinstmögliche Messbereich der Multimeter dem Messwert
anzupassen.
Beispiele
tatsächlicher
Wert
47,3 mA
10,1 V
330 
Anzeige am Messgerät mit
ungeeignetem
Messbereich
0,05 A
10 V
0,3 k
angepasstem
Messbereich
47,3 mA
10,1 V
330 
Eintrag in der Wertetabelle
falsch
richtig
0,05 A
10 V
0,3 k
47,3 mA
10,1 V
330 
Eigene Notizen:
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–3–
Schuljahr 2016/2017
Hinweise zur Versuchsauswertung und Darstellung von Graphen
Bei Berechnungen ist stets der Rechenweg anzugeben. Dazu gehören die gegebenen und gesuchten Werte
mit Maßeinheit, eine sinnvolle Formel, welche nach der gesuchten phys. Größe umzustellen ist, das
Einsetzen der Zahlen in die Formel incl. Maßeinheit und das Ergebnis (zweimal unterstrichen)!
Zwischenergebnisse werden einmal unterstrichen!
Beispielrechnung:
geg: Uges = 24 V
R1 = 33 
R2 = 16 
ges: Iges
U2
Lösung:
Rges = R1 + R2 = 33  + 16  = 49 
U2
Uges
=
R2
Rges
U2 =
R2
Rges
Iges=
 Uges
Uges
Rges
=
U2 =
24 V
49 
16 
49 
= 0,4898 A = 489,8 mA
 24 V
= 7,84 V
Die Auswertung der Versuche erfolgt meist als Diagramm. Hier werden Graphen einer Funktion dargestellt.
Die Diagramme werden nach DIN gezeichnet. Dabei gilt die Grundfunktion y = f (x) (sprich Ypsilon ist eine
Funktion von X). Im Beispiel ist also der Strom eine Funktion der Spannung,
I = f (U). Die X-Achse
(Abszisse) und die Y-Achse (Ordinate) sind wie im Beispiel zu beschriften!
Der Maßstab ist aus der Aufgabenstellung zu entnehmen oder, wenn nicht vorgegeben, selbst zu wählen.
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–4–
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Versuchsanleitung 6
Lernfeld 6: „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“
Thema: Transistor als Schalter
Name :
Vorname :
Klasse :
Name :
Vorname :
Gruppe :
Datum :
Arbeitsplatz :





Hilfsmittel:
Bauelemente:
Stromversorgung: DC 0 ... 15 V / 0,5 A
Messgeräte:
Digitalmultimeter
Elektronikbaukasten, Taschenrechner
Tabellenbuch Kfz, eigene Aufzeichnungen zum Lernfeld 3 und 6
Arbeitsunterlage für den Unterricht im Lernfeld 3 und 6
-R, R1: 330 
-V, V1: BC 140
-S:
Taster
-R2:
-V2:
-E:
100 
TIP 162
LED
Aufgaben: 1. Vervollständigen Sie die Transistorschaltungen A und B, um die elektrischen Größen laut
Tabellen zu messen (Messgeräte einzeichnen)!
2. Führen Sie die Messung durch und tragen Sie die Ergebnisse in die Tabelle A und B ein!
3. Ergänzen Sie in den markierten Spalten der Tabelle C den Wahrheitswert (0/1), siehe
Legende!
4. Bauen Sie die Schaltungen 1 bis 5 nacheinander auf und überprüfen Sie messtechnisch die
Ergebnisse der Aufgabe 3 (jede Schaltung abnehmen lassen)!
5. Führen Sie die Messungen an Schaltung 5 durch (ersetzen Sie die LED durch einen
47  Widerstand) und füllen Sie die Tabelle D aus (Spannung UQ= 12V)!
6. Der Transistor V2 in der Schaltung 5 unterscheidet sich von anderen Transistoren. Erklären
Sie den Unterschied, mit welcher Steuerspannung UBE arbeitet der Transistor V2, wenn er
leitet?
7. Zeichnen Sie die Transistorschaltungen A und B mit pnp-Transistoren auf die Rückseite!
Tabelle zur Transistorschaltung A:
Schalter
UBE in V
UCE in V
IB in mA
IC in mA
Transistor
(leitet/sperrt)
offen
geschlossen
Tabelle zur Transistorschaltung B:
Schalter
UBE in V
UCE in V
IB in mA
IC in mA
Transistor
(leitet/sperrt)
offen
geschlossen
Transistorschaltung A:
LF 6, Fachstufe 1, Kfz-Mechatroniker.pdf
Transistorschaltung B:
–5–
Schuljahr 2016/2017
Tabelle C:
Schaltung
Schalter S
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
2
3
4
5
Transistor V1
Transistor V2
Lampe E
X
X
X
X
Legende:
0
1
=
=
Schalter
geöffnet
geschlossen
Transistor
sperrt
leitet
LED
aus
leuchtet
Schaltungen 1 bis 5:
zu Aufgabe 5, Tabelle D:
Schalter
UBE1 in
V
UCE1 in
V
UBE2 in
V
UCE2 in
V
IB1 in
mA
IC1 in
mA
IB2 in
mA
IC2 in
mA
V1
V2
(leitet/sperrt)
offen
geschlossen
zu Aufgabe 6:
UBE =
zu Aufgabe 7:
+
+
_
_
LF 6, Fachstufe 1, Kfz-Mechatroniker.pdf
–6–
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Versuchsanleitung 7
Lernfeld 6: „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“
Thema: Transistorschaltungen und LDR-Widerstand
Name :
Vorname :
Klasse :
Name :
Vorname :
Gruppe :
Datum :
Hilfsmittel:
Arbeitsplatz :






Stromversorgung: DC 0 ... 15 V / 0,5 A
Messgeräte:
Digitalmultimeter
Elektronikbaukasten, Taschenrechner
Tabellenbuch Kfz, eigene Aufzeichnungen zum Lernfeld 3 und 6
Arbeitsunterlage für den Unterricht im Lernfeld 3 und 6
Bauelemente: E
15 V Glühlampe
Aufgaben:
1. Bauen Sie die Schaltung nach Bild 1 auf und messen Sie den Widerstandswert des beleuchteten
und abgedunkelten LDR-Widerstandes (Lichteintrittsfläche des LDR-Widerstandes auf die Höhe
der Glühlampe aufbauen)! Zeichnen Sie das Messgerät in Bild 1 ein!
2. Zeichnen sie auf der Rückseite der Versuchsanleitung die Schaltung nach Bild 2 mit allen
Messgeräten (siehe Tabelle zu Aufgabe 3)!
3. Erweitern Sie ihre aufgebaute Schaltung (siehe Bild 2) mit Amperemeter für IB und messen Sie
die Werte bei beleuchteten und abgedunkelten LDR-Widerstand (wie in Aufgabe 1)!
Um reproduzierbare Messergebnisse zu erzielen, muss der LDR Widerstand gemeinsam
mit der Lampe immer gut abgedeckt bleiben!
4. Erklären Sie, unter welchen Bedingungen der Transistor leitet bzw. sperrt. Begründen Sie Ihre
Aussage mit Hilfe der Erkenntnisse aus Aufgabe 1!
Bild 1:
zu Aufgabe 1:
Bild 2:
LDR beleuchtet
R≈...............
LDR abgedunkelt
R≈...............
zu Aufgabe 3:
LED
UBE in V
UCE in V
IB in mA
IC in mA
IE in mA
ILDR in mA
leuchtet
leuchtet nicht
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–7–
Schuljahr 2016/2017
zu Aufgabe 2:
Schaltung von Bild 2 mit allen Messgeräten:
zu Aufgabe 4:
Beachten Sie, dass die genutzten Transistoren Bipolartransistoren sind, und demzufolge eine Steuerspannung und einen Steuerstrom benötigen!
LF 6, Fachstufe 1, Kfz-Mechatroniker.pdf
–8–
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Versuchsanleitung 8
Lernfeld 6: „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“
Thema: Aufnahme der Lade- und Entladekennlinien von Kondensatoren.
Name :
Vorname :
Klasse :
Name :
Vorname :
Gruppe :
Datum :
Arbeitsplatz :





Hilfsmittel:
Stromversorgung: DC 0 ... 15 V / 0,5 A
Messgeräte:
Digitalmultimeter
Elektronikbaukasten, Taschenrechner, Stoppuhr
Tabellenbuch Kfz, eigene Aufzeichnungen zum Lernfeld 3 und 6
Arbeitsunterlage für den Unterricht im Lernfeld 3 und 6
Aufgaben:
1. Bauen Sie die Schaltung auf, wobei Sie den Widerstands- und Kapazitätswert selbst festlegen !
Es stehen Ihnen folgende Bauelemente zur Verfügung: 4 Kondensatoren 2 mal 47µF, je 1 mal
220µF und 470µF; sowie Widerstände mit den Widerstandswerten: je 2 mal 1k, 2,2k und
10k, je 1 mal, 4,7k, 22k und 33k. Der Gesamtwiderstandswert soll durch geeignetes
Zusammenschalten zwischen 10k und 100 k liegen. Es können mehrere Widerstände und
Kondensatoren genutz werden (siehe dazu Tabellenbuch).
2. Berechnen Sie die Zeitkonstante
= R . C
[ ]=
.
1 1F
 (Tau) in Sekunden (Rechenweg angeben)!
1V
. 1 As
1 soll im Bereich von 10
=
= 1s
1A
1V
bis 30 s liegen
3. Legen Sie fest, aller wieviel Sekunden (keine Zehntel) ein Meßwert aufgenommen werden soll.
Tragen Sie diese Zeitabstände in die Wertetabelle ein! Die Zeitabstände müssen alle gleich groß
sein, wobei innerhalb der ersten Zeitkonstante min. 3 Meßwerte aufzunehmen sind! Die gesamte
Meßdauer beträgt dabei 6 mal die Zeitkonstante!
(!1. Wert 0 sek.!)
4. Legen Sie eine Spannung von 9 V an und nehmen Sie nacheinander die Spannung uc,sowie
den Strom ic am Kondensator während des Lade- und Entladevorganges auf !
5. Zeichnen Sie die Funktionen uc = f (t) und ic = f (t) für den Lade- und Entladevorgang in ein
Koordinatesystem mit Skalenmaßstab auf Millimeterpapier A4 Querformat (siehe Diagramm auf
der Rückseite und Seite 4 dieser Arbeitsunterlage)!
Schaltung:
geben Sie hier Ihre gewählten Rechenweg:
Werte ein
R= ........... k
C= ........... µ F

6= ......... s
1 = ......... s
Wertetabelle:
Ladevorgang
t/s
0
uc /V
ic/µA
Entladevorgang
t/s
0
uc /V
ic/µA
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–9–
Schuljahr 2016/2017
Kondensatoren:
sind Energiespeicher, die zwischen 2 Metallplatten einen Nichtleiter (Dielektrikum) einschließen. Diese Energie kann über eine
gewisse Zeit an Verbraucher abgegeben werden. Wichtige Kenndaten eines Kondensators sind die Kapazität, die max. Spannung,
auf die der Kondensator aufgeladen werden darf und ob eine Polung des Kondensators vorgeschrieben ist. Die Kapazität (C) wird in
Farad [1F] angegeben. Dies bedeutet, wieviel Ladungen (Q) pro Spannung (U) gespeichert werden können.
C=
Q
U
[C]=
1 As
1V
=
1F
Gängige Kapazitätswerte liegen im µF-Bereich (MikroFarad, 1µF = 10-6 F). Bei Elektrolytkondensatoren muss auf die Polung
geachtet werden. Sie kann man am Schaltzeichen erkennen.
ungepolter Kondensator
Elektrolytkondensator, gepolter Kondensator
bedeutet
Kondensatoren verhalten sich nicht nach dem Ohm´schen Gesetz. Weil sie Ihre Eigenschaften in Abhängigkeit von der Zeit ändern.
Je nach Größe der Widerstands- und Kapazitätswerte wird die Ladung und Entladung eines Kondensators immer unterschiedlich
lang sein.
Je größer die Kapazität und je größer der Widerstand umso größer ist die Zeitdauer für einen Lade- oder Entladevorgang. Die Zeit
lässt sich mit der Zeitkonstanten  (Tau) bestimmen.  = R . C. Nach Ablauf einer Zeitkonstanten hat z. Bsp. die Spannung am
Kondensator ca. 63% ihres Endwertes erreicht (siehe Diagramm). Auch die Stromstärke ist von ihrem Anfangswert um 63% auf 37%
gesunken. Nach Ablauf von 5 Zeitkonstanten ist der Lade- bzw.Entladevorgang zu ca. 99% abgeschlossen. Der Kondensator gilt als
geladen bzw. entladen.
Die Kennlinie zeigt auch, dass die Stromstärke im Augenblick des Einschaltens am größten ist (egal ob beim Lade- oder
Entladevorgang). Nur die Richtung des Stromes ist entgegengesetzt. Das lässt darauf schließen, dass der innere Widerstand des
Kondensators im Einschaltaugenblick nahezu 0  ist.
U
Damit kann der Strom im Einschaltmoment mit der Formel
bestimmt werden
iC bei t=0 = R
Ladestromkreis
LF 6, Fachstufe 1, Kfz-Mechatroniker.pdf
Entladestromkreis
– 10 –
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Zu den Versuchsanleitungen 9 und 10
Lernfeld 6: „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“
Kurzbedienungsanleitung: Labor– Oszilloskope für die Versuche Einwegund Zweiweggleichrichterschaltung
Bild 1
1. Stellen Sie das Skope mit Hilfe des Tragegriffes in einem Winkel von ca. 45° auf und
verbinden Sie das Netzkabel mit der Stromversorgung. (nicht Einschalten)
2. Vor Inbetriebnahme des Skopes alle Schalter ausschalten,
Drehregler in Mittelstellung (2,3,7),
Zoomregler weiße Pfeile nach rechts (13, 25, 31).
3. Messadapter an Input (23, 34) anbringen, rote Buchse Messeingang, schwarze
Buchse Bezugspunkt (Masse). Es darf nur eine Leitung für den Bezugspunkt
verwendet werden (Masseleitung). Entweder schwarze Buchse vom Kanal 1 oder
Kanal 2 (23, 34), oder die Buchse GD (rechts neben 23)!
4. Kippschalter TV sep. (9) auf off, Trig. (10) auf ~ (siehe im Bild 1 oben).
5. Drehschalter (Messbereichswahlschalter) für die Zeiteinstellung (Time/Div.) auf
2ms/Div. (12), Drehschalter (Messbereichswahlschalter) Spannung (Volts/Div.) für
Kanal 1 und Kanal 2 auf 5V/Div. (24, 30).
6. Skope einschalten (1), Grundlinie für den Kanal 1 (Bild 2) mit Hilfe der Drehregler xund y-Position für Kanal 1 (6, 21) einstellen.
Schalter für Kanal 2 betätigen (27), Grundlinie für Kanal 2 einstellen, Drehregler yPosition II (36).
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– 11 –
Schuljahr 2016/2017
7. Die Grundlinien für beide Kanäle (Bild 2) sollten in regelmäßigen Abständen überprüft
werden. Dazu die Schalter GD (Ground) einschalten (22, 35)! An den Drehreglern für
die x- und y-Position (6, 21, 36) müssen ansonsten keine Einstellungen mehr
vorgenommen werden.
Bild 2
Bild 3
8. Skope mit den zu messenden Schaltungen verbinden. Die Gleichrichterschaltung darf
erst nach der Kontrolle durch den Fachlehrer eingeschaltet werden!
9. Den Kanal 1 auf Wechselspannung AC einstellen (22). Die Nullposition der sinusförmigen Wechselspannung kann jetzt mit dem Schalter (16) und dem Drehregler
(17) eingestellt werden!
Falls die neg. Halbwelle als erste angezeigt wird, den Schalter +/- (11) einschalten
(Bild 3).
10. Der Kanal 2 muss auf DC eingestellt (35) werden, außer beim Messen der Oberwelligkeit.
11. Der Wechsel zwischen den Kanälen erfolgt mit dem Schalter CH I/II (27).
12. Um beide Kanäle gleichzeitig anzuzeigen, Schalter CH I/II (27) aus- und die Schalter
Chop. (28 und 29) einschalten.
13. Übernahme der Messergebnisse auf Millimeterpapier A4 im Querformat. Dabei ist der
Koordinatenursprung (Nullposition >0<) wie im Bild 2 und 3 sichtbar zu wählen.
Eigene Notizen:
LF 6, Fachstufe 1, Kfz-Mechatroniker.pdf
– 12 –
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Versuchsanleitung 9
Lernfeld 6: „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“
Thema: Einweggleichrichtung mit Glättungskondensatoren
Name :
Vorname :
Klasse :
Name :
Vorname :
Gruppe :
Datum :
Arbeitsplatz :
Hilfsmittel:





Stromversorgung: AC 6 / 12 V
Messgerät:
Oszilloskop mit Kurzbedienungsanleitung
Elektronikbaukasten, Taschenrechner, Millimeterpapier
Tabellenbuch Kfz, eigene Aufzeichnungen zum Lernfeld 3 und 6
Arbeitsunterlage für den Unterricht im Lernfeld 6
Aufgaben:
1. Vervollständigen Sie die Einweggleichrichterschaltung mit Oszilloskop und
Glättungskondensatoren in aufgelöster Darstellung!
2. Bauen Sie die Schaltung zunächst ohne Kondensatoren auf, und legen Sie eine Spannung von
u = ~ 6V oder ~ 12 V an ( AC ) !
3. Übertragen Sie alle folgenden Spannungsverläufe in ein Koordinatensystem auf mm-Papier!
Maßstab:
Y-Achse:
bei ~u = 6 V 1V/cm
bei ~u = 12 V 2V/cm
X-Achse:
1ms/cm
siehe Seite 4!
a) AC vom Kanal Y1 (CH I)
b) DC vom Kanal Y2 (CH II)
c) DC mit einem Kondensator (47 µF) vom Kanal Y2 (CH II)
d) DC mit allen Kondensatoren (784 µF) vom Kanal Y2 (CH II)
4. Messen Sie die Oberwelligkeit u der geglätteten Gleichspannung (Aufgabe 3 d) in mV!
Berechnen Sie diese in % (siehe Hinweise auf der Rückseite)!
Schaltung:
~u =
V
RL =

V =
Diode Si 1A / 1000V
C1 =
47 µF
C2 =
47 µF
C3 =
220 µF
C4 =
470 µF
Y1 =
Oszilloskop, Kanal 1
Y2 =
Oszilloskop, Kanal 2
RL = 330  , 500  oder 1000 
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– 13 –
Schuljahr 2016/2017
Anleitung zur Messung der Oberwelligkeit:
Die Oberwelligkeit ist ein Maß für die Qualität der Glättung einer Gleichspannung. Sie wird auch bei
Überprüfung von Generatoren mit Fahrzeugtestern angegeben. Dabei kann die Funktionstüchtigkeit
Gleichrichterschaltung innerhalb des Generators überprüft werden.
Im Versuch wird sie mit dem Oszilloskop Kanal 2, Einstellung AC (siehe Bedienungsanleitung Pos.
gemessen. Der Messbereichswahlschalter (Pos. 30) ist so einzustellen, dass die Oberwelligkeit in
abgelesen werden kann. Die Oberwelligkeit u wird jetzt von min. bis max. gemessen.
Oberwelligkeit:
u
=
der
der
35)
mV
mV
Rechnung für u%:
geg.:
ges.:
Umax von Aufgabe 3d)
=
V
u
=
V
u%
=
%
Umax entspricht 100%
Lösung:
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– 14 –
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Versuchsanleitung 10
Lernfeld 6: „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“
Thema: Zweiweggleichrichtung mit Glättungskondensatoren
Name :
Vorname :
Klasse :
Name :
Vorname :
Gruppe :
Datum :
Arbeitsplatz :
Hilfsmittel:





Stromversorgung: AC 6 / 12 V
Messgerät:
Oszilloskop mit Kurzbedienungsanleitung
Elektronikbaukasten, Taschenrechner, Millimeterpapier
Tabellenbuch Kfz, eigene Aufzeichnungen zum Lernfeld 3 und 6
Arbeitsunterlage für den Unterricht im Lernfeld 6
Aufgaben:
1. Vervollständigen Sie die Zweiweggleichrichterschaltung mit Oszilloskop und
Glättungskondensatoren in aufgelöster Darstellung!
2. Bauen Sie die Schaltung zunächst ohne Kondensatoren auf, und legen Sie eine Spannung von
u = ~ 6V oder ~ 12 V an ( AC )! Nutzen Sie die gleiche Spannung und den gleichen
Widerstand RL wie im Versuch 9 „Einweggleichrichtung mit Glättungskondensatoren“!
3. Übertragen Sie alle folgenden Spannungsverläufe in ein Koordinatensystem auf mm-Papier!
Maßstab:
Y-Achse:
bei ~u = 6 V 1V/cm
bei ~u = 12 V 2V/cm
X-Achse:
1ms/cm
siehe Seite 4!
a) AC vom Kanal Y1
b) DC vom Kanal Y2
c) DC mit einem Kondensator (47 µF) vom Kanal Y2
d) DC mit allen Kondensatoren (784 µF) vom Kanal Y2
4. Messen Sie die Oberwelligkeit u der geglätteten Gleichspannung (Aufgabe 3 d) in mV!
Berechnen Sie diese in %!
5. Vergleichen Sie das Ergebnis der Aufgaben 4 mit dem des Versuches 9. Warum ist die
Oberwelligkeit bei beiden Versuchen unterschiedlich groß, obwohl Sie die selben Bauelemente
und die gleiche Spannung genutzt haben?
Schaltung:
~u =
V
RL =

V1-4=
Diode Si 1A / 1000V
C1 =
47 µF
C2 =
47 µF
C3 =
220 µF
C4 =
470 µF
Y1 =
Oszilloskop, Kanal 1
Y2 =
Oszilloskop, Kanal 2
RL = 330  , 500  oder 1000 
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– 15 –
Schuljahr 2016/2017
Messung der Oberwelligkeit:
Oberwelligkeit:
u
=
mV
Rechnung für u%:
geg.:
ges.:
Umax von Aufgabe 3d)
=
V
u
=
V
u%
=
%
Umax entspricht 100%
Lösung zu Aufgabe 4:
zu Aufgabe 5:
LF 6, Fachstufe 1, Kfz-Mechatroniker.pdf
– 16 –
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Versuchsanleitung 11
Lernfeld 6: „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“
Thema: Spannungsstabilisierung mit Z-Dioden
Name :
Vorname :
Klasse :
Name :
Vorname :
Gruppe :
Datum :
Arbeitsplatz :
Hilfsmittel:





Stromversorgung: DC 0 ... 15 V / 0,5 A
Messgeräte:
Digitalmultimeter
Elektronikbaukasten, Taschenrechner, Millimeterpapier
Tabellenbuch Kfz, eigene Aufzeichnungen zum Lernfeld 3 und 6
Arbeitsunterlage für den Unterricht im Lernfeld 6
Aufgaben 1. Teil
Hausaufgabe:
1. Zeichnen Sie eine Stabilisierungsschaltung in aufgelöster Darstellung mit den Messgeräten zur
Messung der sich ändernden Eingangangsspannung U1 und der Stabilisierungsspannung U2 !
2. Berechnen Sie die Vorwiderstände RV3,9 und RV6,2 wenn die Eingangsspannung U1 maximal 25V
beträgt und die Z-Spannung UZ = 3,9 V bzw. 6,2 V sein soll. Der max. Strom durch die Dioden
soll 150 mA betragen, RL = 1k (vollständige Rechnungen angeben) !
3. Bauen Sie die Schaltung auf, verwenden Sie den größten der errechneten Vorwiderstände für
alle Z-Dioden und Lastwiderstände und messen Sie die Ausgangsspannung U2 in Abhängigkeit
von der Eingangsspannung U1 (siehe Wertetabelle) !
4. Zeichnen Sie alle 4 Funktionen U2 = f ( U1 ) in ein Koordinatensystem auf mm-Papier !
Maßstab: U1= 1V/cm
U2= 0,5 V/cm
siehe Seite 4!
Schaltung:
zu Aufgabe 2:
Legende:
U1:
Digitalmultimeter Eingangsspannung
U2:
RL:
RV :
V:
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– 17 –
Schuljahr 2016/2017
Wertetabelle:
RL = 330 
Z-Diode U1 in
V
U
2 in
3,9 V
V
U
2 in
6,2 V
V
0
1
2
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
8
10
15
20
25
0
1
2
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
8
10
15
20
25
RL = 1 k
Z-Diode
3,9 V
6,2 V
U1 in
V
U2 in
V
U2 in
V
Aufgaben 2. Teil:
5. Ab welcher Eingangsspannung U1 wirken die Schaltungen Spannungsstabilisierend?
Bei Verwendung der 3,9V Z-Diode: U1; 3,9V ≈___V bzw. der 6,2V Z-Diode U1; 6,2V ≈___V
6. Zeichnen Sie in den Schaltplan der TSZ-i den Verlauf des Stromes der Z-Diode IZ grün ein,
welcher der Spannungsstabilisierung dient!
7. Der Vorwiderstand dieser Z-Diode trägt die Bezeichnung: ________
8. Schraffieren Sie den Bereich blau, der durch die Spannungsstabilisierung mit einer konstanten
Spannung versorgt wird!
9. Das Bauelement mit der Bezeichnung V1 dient als:
______________________
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– 18 –
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Versuchsanleitung 12
Lernfeld 6: „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“
Thema: elektronischer Feldregler mit npn-Transistoren
Name :
Vorname :
Klasse :
Name :
Vorname :
Gruppe :
Datum :
Arbeitsplatz :





Hilfsmittel:
Aufgaben:
Stromversorgung: DC 0 ... 15 V / 0,5 A
Messgeräte:
Digitalmultimeter
Elektronikbaukasten, Taschenrechner
Tabellenbuch Kfz, eigene Aufzeichnungen zum Lernfeld 3 und 6
Arbeitsunterlage für den Unterricht im Lernfeld 6
1. Bei der dargestellten Schaltung (Rückseite) handelt es sich um eine
......................................................................................... .
2. Die Spule zwischen D+ und DF ist die Erreger........................des .........................läufers.
3. Erstellen Sie eine Legende zum Schaltplan (Bauteile exakt bezeichnen)!
4. Bauen Sie die Schaltung auf, bemessen Sie die Bauteile zur Schaltung des Steuertransistors für eine Schaltspannung der Simulations- LED von ca. 14 V! Die
Bordnetzspannung verändern Sie an der Spannungsversorgung. Kein Widerstand darf
unter 330 Ω sein, R1 = R2, UZ = 6,2 V (nur Festwiderstände verwenden)!
Die komplett aufgebaute Schaltung abnehmen lassen!
5. Ermitteln Sie Uges, UR1 und UR2 für die Bedingung V4 leitet, rechnerisch!
6. Messen und notieren Sie die elektrischen Größen!
7. Ersetzen Sie die vorhandene Z-Diode durch die 3,9 V Z-Diode und ergänzen Sie die
Tabelle!
8. Verändern Sie die Schaltung so, dass mit der 3,9 V Z-Diode die Regelspannung bei ca.
14V liegt. Verwenden Sie dazu die Widerstände 100 Ω und 330 Ω, sowie den 1 kΩ Einstellwiderstand! Weisen Sie die Zuordnung der Widerstände mittels Spannungsteilerregel
nach!
9. Welche Aufgabe hat das Bauelement V2 zu erfüllen?
Tabelle zur Aufgabe 6:
LED
Uges in V
IBV4 in mA
UR1 in V
UR2 in V
Erregerstrom
ein / aus
Transistor V5
leitet/sperrt
Transistor V4
leitet/sperrt
IBV4 in mA
UR1 in V
UR2 in V
Erregerstrom
ein / aus
Transistor V5
leitet/sperrt
Transistor V4
leitet/sperrt
leuchtet
leuchtet nicht
Tabelle zur Aufgabe 7:
LED
Uges in V
leuchtet
leuchtet nicht
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– 19 –
Schuljahr 2016/2017
Legende:
Berechnungen zur Aufgabe 5:
Berechnungen zur Aufgabe 8:
zu Aufgabe 9:
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– 20 –
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Arbeitsblatt
Lernfeld 6 „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“.
Thema: Lernkontrolle
Name :
Vorname :
Klasse :
1. Benennen Sie folgende Bauteile!
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
S2
S14
S15
S16
H1
H4
H5
G1
G2
________________________________
________________________________
________________________________
________________________________
________________________________
________________________________
________________________________
________________________________
________________________________
2. Erklären Sie die Funktion von H1 bei intakter Anlage!
3. Was kann an „W“ angeschlossen sein?
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– 21 –
Schuljahr 2016/2017
4. Zeichnen Sie in:
a. Grün:
b. Blau:
c. Rot:
den Erregerstromkreis,
denVorerregerstromkreis,
den Ladestromkreis
nach!
5. Das Bauteil G2 hat die Bezeichnung 12V 54Ah 450A (EN)
Benennen und erklären Sie die 3 Bezeichnungen!
6. Das folgende Bild zeigt einen elektronischen Regler mit npn Transistoren.
a. Zeichnen Sie in ROT den Erregerstromverlauf im Regler, wenn die
Generatorspannung kleiner als 14V ist!
b. Schreiben Sie in die Schaltung, welche Halbleiterbauelemente dabei leiten
(leitet) und welche sperren (sperrt)!
c. Benennen Sie das Bauelement mit dem Kennbuchstaben V2 exakt nach
seiner Funktion in dieser Schaltung!
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– 22 –
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Arbeitsblatt
Lernfeld 6 „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“.
Thema: Multifunktionsregler
Name :
LF 6, Fachstufe 1, Kfz-Mechatroniker.pdf
Vorname :
Klasse :
– 23 –
Schuljahr 2016/2017
Anschluss „Kl. 15“
Anschluss „W“
Anschluss „L“
Anschluss „DFM“
Anschluss „S“
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– 24 –
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Arbeitsblatt
Lernfeld 6 „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“.
Thema: Generator / Regler
Name :
a) in Dreieckschaltung (150A)
b) mit bitsynchroner Schnittstelle (BSS)
Vorname :
Klasse :
a) in Dreieckschaltung (150A)
b) mit bitsynchroner Schnittstelle (BSS)
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– 25 –
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Arbeitsblatt
Lernfeld 6 „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“.
Thema: Generator / Regler
Name :
c) mit Gleichrichterdioden im Sternpunkt
Vorname :
Klasse :
c) mit Gleichrichterdioden im Sternpunkt
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– 26 –
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Arbeitsblatt
Lernfeld 6 „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“.
Thema: Schubtriebstarter
Name :
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Vorname :
– 27 –
Klasse :
Schuljahr 2016/2017
1
H
2
8
3
9
4
R
5
N
6
10
7
11
E
12
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– 28 –
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Arbeitsblatt
Lernfeld 6 „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“.
Thema: Schubtriebstarter
Name :
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Vorname :
– 29 –
Klasse :
Schuljahr 2016/2017
1
11
2
12
3
13
4
14
5
15
6
16
7
17
8
18
9
19
10
20
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– 30 –
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Arbeitsblatt
Lernfeld 6 „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“.
Thema: Schubankerstarter
Name :
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Vorname :
– 31 –
Klasse :
Schuljahr 2016/2017
1
7
2
8
3
9
4
10
5
11
6
12
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– 32 –
Schuljahr 2016/2017
Fachstufe 1
Industrieschule Chemnitz
Fachbereich: Fahrzeugtechnik
Arbeitsblatt
Lernfeld 6 „Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystemen diagnostizieren und beheben“.
Thema: Schubankerstarter
Name :
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Vorname :
– 33 –
Klasse :
Schuljahr 2016/2017
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