Vorkurs Fachschule Elektrotechnik - Richard-Hartmann

Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
Jörg Fischer
BSZ III Chz.
12. Januar 2016
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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Teil 1: Der PC und sein Betriebssystem
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Kapitel 1: Übungsaufgaben PC
Grundlagen
LF
12.1.2016
BSZ III Chz. Herr Fischer
1.1 Hardware und Grundlagenwissen
Musterlösung
1.
Was ist die kleinste in einem PC speicherbare Informationseinheit?
Wieviele verschiedene Zustände kann sie speichern?
Lösung:
Die kleinste speicherbare Informationseinheit ist das Bit: In einem Bit
können 2 Zustände (0 und 1) gespeichert werden!
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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LF
12.1.2016
BSZ III Chz. Herr Fischer
1.2 Hardware und Grundlagenwissen
Musterlösung
1.
Was ist die kleinste in einem PC speicherbare Informationseinheit?
Wieviele verschiedene Zustände kann sie speichern?
Lösung:
Die kleinste speicherbare Informationseinheit ist das Bit: In einem Bit
können 2 Zustände (0 und 1) gespeichert werden!
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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2.
Wieviele verschiedene Zustände können Sie in zwei Bit speichern?
Lösung:
0
0
0
1
In 2 Bit können 4 Zustände gespeichert werden
1
0
( 2
1
1
2
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
=2∗2=4
)
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3.
Wieviele verschiedene Zustände können Sie in zwei Bit speichern?
Lösung:
0
0
0
1
In 2 Bit können 4 Zustände gespeichert werden
1
0
( 2
1
1
2
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
=2∗2=4
)
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4.
Wieviele Bit umfasst ein Byte, wieviele verschiedene Zustände können
Sie in einem Byte speichern?
Lösung:
Die Zusammenfassung von 8 Bit nennt man Byte:
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
.
.
.
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
In einem Byte können 256
Zustände gespeichert werden.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
( 2
8
= 2 ∗ 2 ∗ 2 ∗ 2 ∗ 2 ∗ 2 ∗ 2 ∗ 2 = 256
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)
5.
Wieviele Bit umfasst ein Byte, wieviele verschiedene Zustände können
Sie in einem Byte speichern?
Lösung:
Die Zusammenfassung von 8 Bit nennt man Byte:
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
.
.
.
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
In einem Byte können 256
Zustände gespeichert werden.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
( 2
8
= 2 ∗ 2 ∗ 2 ∗ 2 ∗ 2 ∗ 2 ∗ 2 ∗ 2 = 256
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6.
Erläutern Sie die beiden Begrie:
Hardware: alle physischen Bestandteile eines Computers
Software: alle Programme, die einen Computer dazu bringen
bestimmte Aufgaben zu lösen.
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7.
Vervollständigen Sie die Tabelle. Ordnen Sie entweder der Hardware
oder der Software zu.
Begri
Monitor
Webbrowser
Hardware
√
Software
√
Motherboard
Betriebsystem
CPU
Maus
Netzteil
Tabellenkalkulation
Grakkartentreiber
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8.
Finden Sie heraus, wie Sie die folgenden Zeichen bzw. Zeichenketten
über die Tastatur in z. B. eine Textverarbeitung eingeben können.
Testen Sie Ihre Lösung mit LibreOce, Openoce oder Wordpad.
2
2
*
~
/
$
{}
\
Ÿ
[]
-_-
@
°C
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9.
Erläutern Sie den Begri USB-Schnittstelle. Was sind die typischen
Geräte, die an der USB-Schnittstelle betrieben werden?
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1.3 Betriebssystem
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Musterlösung
1.
Nennen und erläutern Sie drei wichtige Aufgaben eines
Computerbetriebssystems.
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Lösung:
Schnittstelle zwischen Hardware und Anwenderprogramm Das
Betriebssystem ist für Ein- und Ausgaberoutinen auf
Hardwareebene zuständig. Anwendersoftware nutzt die
API des Betriebssytems um mit der Hardware zu
kommunizieren.
Verwaltung des Hauptspeichers Betriebssysteme verhindern, daÿ sich
gleichzeitig laufende Applikationen gegenseitig stören,
indem sie den einzelnen Anwendungen exklusiv
Speicherblöcke zuweisen. Versucht ein Programm
auÿerhalb der zugewiesenen Speicherblöcke zu arbeiten
wird es vom Betriebssystem zwangsweise beendet.
Nutzer- und Rechteverwaltung Nutzern werden bestimmte
Ressourcen und Rechte zugeteilt. Das können Lese- und
Schreibbeschränkungen auf Speichermedien,
Druckkontigente u.A.
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2.
Mit welchen Tastenkombination können Sie unter Windows ein im
Hintergrund laufendes Programm in den Vordergrund holen? (Keine
Mauslösung angeben, weil diese nicht funktioniert wenn ein
Programm im Vollbildmodus arbeitet.)
Lösung:
ALT +
↔
(Tabulator)
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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3.
Mit welchen Tastenkombination können Sie unter Windows ein im
Hintergrund laufendes Programm in den Vordergrund holen? (Keine
Mauslösung angeben, weil diese nicht funktioniert wenn ein
Programm im Vollbildmodus arbeitet.)
Lösung:
ALT +
↔
(Tabulator)
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Übersetzten Sie ins Deutsche und erläutern Sie die Begrie:
Directory: Verzeichnis (Ordner)
File: Datei (Dateiname)
Fileextention: Dateinamenserweiterung (3 Zeichen)
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Übersetzten Sie ins Deutsche und erläutern Sie die Begrie:
Directory: Verzeichnis (Ordner)
File: Datei (Dateiname)
Fileextention: Dateinamenserweiterung (3 Zeichen)
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Übersetzten Sie ins Deutsche und erläutern Sie die Begrie:
Directory: Verzeichnis (Ordner)
File: Datei (Dateiname)
Fileextention: Dateinamenserweiterung (3 Zeichen)
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Übersetzten Sie ins Deutsche und erläutern Sie die Begrie:
Directory: Verzeichnis (Ordner)
File: Datei (Dateiname)
Fileextention: Dateinamenserweiterung (3 Zeichen)
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4.
Wovon ist es abhängig, wie lang ein Dateiname sein darf ?
Lösung: Vom Dateisystem. Das Dateisystem ist vom Betriebssystem
abhängig, nicht alle Betriebssysteme unterstützen alle Dateisysteme.
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5.
Wovon ist es abhängig, wie lang ein Dateiname sein darf ?
Lösung: Vom Dateisystem. Das Dateisystem ist vom Betriebssystem
abhängig, nicht alle Betriebssysteme unterstützen alle Dateisysteme.
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6.
Wie lang darf ein Dateiname unter Windows 7 sein, wenn die
Festplatte mit dem NTFS-Filesystem formatiert ist?
Lösung:
1
256 Zeichen.
1 Quelle:
https://de.wikipedia.org/wiki/Dateiname
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7.
Wie lang darf ein Dateiname unter Windows 7 sein, wenn die
Festplatte mit dem NTFS-Filesystem formatiert ist?
Lösung:
1
256 Zeichen.
1 Quelle:
https://de.wikipedia.org/wiki/Dateiname
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8.
Welches Zeichen benutzt Windows 7, um Dateinamen von
Pfadangaben zu trennen?
Lösung:
Den Backslash \, nicht zu verwechseln mit dem Slash /.
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9.
Welches Zeichen benutzt Windows 7, um Dateinamen von
Pfadangaben zu trennen?
Lösung:
Den Backslash \, nicht zu verwechseln mit dem Slash /.
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10.
Erläutern Sie, was Sie unter dem Begri Backup verstehen. Nennen
und erläutern Sie zwei unterschiedliche Szenarien, bei denen Sie auf
ein Backup zurück greifen müssen.
Lösung:
Hardwarefehler sind nicht auszuschlieÿen. Beim Ausfall einer
Festplatte sind alle auf ihr gespeicherten Dateien verloren. Auch
durch Bedienungsfehler kommt es zu Datenverlusten, z. B. wenn
Dateien unabsichtlich gelöscht oder überschrieben werden.
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11.
Erläutern Sie, was Sie unter dem Begri Backup verstehen. Nennen
und erläutern Sie zwei unterschiedliche Szenarien, bei denen Sie auf
ein Backup zurück greifen müssen.
Lösung:
Hardwarefehler sind nicht auszuschlieÿen. Beim Ausfall einer
Festplatte sind alle auf ihr gespeicherten Dateien verloren. Auch
durch Bedienungsfehler kommt es zu Datenverlusten, z. B. wenn
Dateien unabsichtlich gelöscht oder überschrieben werden.
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12.
Wie können Sie mit Windows-Bordmitteln ein einfaches Backup
anfertigen?
Lösung:
Zum Beispiel mit einer externen USB-Festplatte und dem
Dateimanager (Explorer). Dabei entstehen aber keine inkrementellen
oder zeitabhängigen Backups.
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13.
Wie können Sie mit Windows-Bordmitteln ein einfaches Backup
anfertigen?
Lösung:
Zum Beispiel mit einer externen USB-Festplatte und dem
Dateimanager (Explorer). Dabei entstehen aber keine inkrementellen
oder zeitabhängigen Backups.
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14.
Sie arbeiten an einem PC mit einem System aus zwei Festplatten, die
als RAID0-Verbund geschalten sind. Benötigen Sie dann noch ein
Backup? Begründen Sie Ihre Antwort.
Lösung:
RAID0 führt zu keinerlei Redundanz in den gesicherten Daten,
sondern nur zu einem schnelleren Dateizugri. Die Datensicherheit
wird gegenüber einer einzelnen Festplatte verringert!
2
2 Quelle:
https://de.wikipedia.org/wiki/RAID#RAID_0:
_Striping_.E2.80.93_Beschleunigung_ohne_Redundanz
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15.
Sie arbeiten an einem PC mit einem System aus zwei Festplatten, die
als RAID0-Verbund geschalten sind. Benötigen Sie dann noch ein
Backup? Begründen Sie Ihre Antwort.
Lösung:
RAID0 führt zu keinerlei Redundanz in den gesicherten Daten,
sondern nur zu einem schnelleren Dateizugri. Die Datensicherheit
wird gegenüber einer einzelnen Festplatte verringert!
2
2 Quelle:
https://de.wikipedia.org/wiki/RAID#RAID_0:
_Striping_.E2.80.93_Beschleunigung_ohne_Redundanz
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16.
Sie arbeiten an einem PC mit einem Sytem aus zwei Festplatten, die
als RAID1-Verbund geschalten sind. Benötigen Sie dann noch ein
Backup? Begründen Sie Ihre Antwort.
Lösung:
RAID1 schützt vor dem Ausfall einer einzelnen Festplatte, weil die
zweite Platte alle Daten gespiegelt vorhält. es schützt nicht gegen
aus Versehen gelöschte Dateien oder Befall durch Schadsoftware. Ein
vom PC physissch getrennt gelagertes Backup ist stets sinnvoll!
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17.
Sie arbeiten an einem PC mit einem Sytem aus zwei Festplatten, die
als RAID1-Verbund geschalten sind. Benötigen Sie dann noch ein
Backup? Begründen Sie Ihre Antwort.
Lösung:
RAID1 schützt vor dem Ausfall einer einzelnen Festplatte, weil die
zweite Platte alle Daten gespiegelt vorhält. es schützt nicht gegen
aus Versehen gelöschte Dateien oder Befall durch Schadsoftware. Ein
vom PC physissch getrennt gelagertes Backup ist stets sinnvoll!
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18.
Dateien und Ordner tragen einen Namen, unter dem Sie vom
Betriebssystem verwaltet und von Ihnen leicht wieder gefunden
werden können. Viele Anwender vergeben dabei Namen, in denen
Umlaute, Sonderzeichen und Leerzeichen vorkommen.
Führen Sie eine Recherche im Intenet durch, unter welchen
Umständen das zu Problemen führt und warum es deshalb eine gute
Idee ist, auf solche Zeichen in Datei- und Verzeichnisnamen zu
verzichten.
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Lösung:
1
Dateiaustausch mit anderen Betriebssystemen, z.B. wenn
Übungen in der RHS begonnen und Zuhause weiter geführt
werden sollen.
2
Fähigkeiten der benutzten externen Speichermedien und der dort
existierenden Dateisysteme.
3
Fähigkeiten von z.B. CNC-Maschinen, die Dateien zur
Weiterverarbeitung einlesen sollen. Vermeidung von Problemen
mit Software, die mit bestimmten Dateinamen nicht korrekt
umgehen kann. (SIMATIC-Manager - S7).
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19.
Wie Sie bereits wissen haben unter den Windows-Betriebssystemen
die Dateien eine Dateierweiterung in Form von drei Buchstaben
hinter einem Punkt. Welche Bedeutung haben die folgenden
Dateierweiterungen, welcher Inhalt verbirgt sich in der Datei? Mit
welchem Programmen können Sie Dateien dieser Erweiterungen
önen?
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Inhalt
Önen mit:
.pdf
.doc
.odt
.xls
.ods
.txt
.jpg
.eps
.v
.mp4
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20.
Recherchieren Sie, was man unter einem Archiv bzw. einer
Archivdatei versteht. Ermitteln Sie, welche Archivdateien mit welcher
Software entpackt werden kann. Beschränken Sie sich auf kostenlos
im Netz herunterladbare Programme. Füllen Sie die Tabelle aus.
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Datei-
Kom-
Verschlüs-
4
Entpacken
mit:
3
namens-
pression
selung
erwei-
möglich?
möglich?
.zip
√
√
.gzip
√
.tar.gz
√
.tar
terung
.7z
.arj
Winzip; 7-Zip
×
Gzip; 7-Zip
×
7-Zip
×
√
×
√
Tar; Winrar; 7-Zip
√
√
7-Zip
Winarj
4 Die Verschlüsselung ist stets möglich, wenn die Archivprogramme mit einem
anderen Verschlüsselungsprogramm, z. B. Gnupg, kombiniert werden. Häug ist
das die bessere, weil optionsreichere Lösung.
4 unter Windows
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21.
Legen Sie den Dateibaum aus Abb. 1 auf Ihrem Desktop an.
Dokumente
Briefe
Oma
Gerda
Frieda
Kalkulationen
Gehaltsabrechnung
Alimente
Januar 97
Februar97
März97
Steuern ’97
Jana
Susi
Felicitas
Abbildung 1 :
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Bewerbungen
Fa. Müller
Lebenslauf
Anschreiben
Fa. Meyer
Lebenslauf
Anschreiben
Infos−zur−Firma
Beispiel eines Verzeichnisbaums
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22.
Lesen Sie bitte die folgende Aufgabe vollständig durch, bevor Sie
mit der Arbeit beginnen!!
Sie haben von Ihrem Vorgesetzten eine Reihe von Texten zur
Erfassung bekommen:
Einen Brief ans Finanzamt
4 Briefe an seinen Geschäftspartner Herrn Schneider
6 Tabellenkalkulationen über die Telefongebühren der Jahre
2005 - 2011. (Jedes Jahr bendet sich in einer eigenen Datei.)
Zusätzlich haben Sie einige private Daten erfaÿt:
Ein Telefonbuch mit Ihren privaten Telefonnummern in einer
Tabellenkalkulation.
8 Briefe an Ihre Freundin.
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Ein Brief an den Otto-Versand mit der Bitte zur Stornierung
Ihrer letzten Bestellung.
Geben Sie allen Dateien sinnvolle Dateinamen. Sortieren Sie
anschlieÿend die Dateien sinnvoll in Ordnern. Gehen Sie davon aus,
daÿ mindestens 2 und höchstens 4 Dateien oder Ordner in einem
Ordner liegen sollen. (In der Realität liegen diese Zahlen natürlich
höher. Sie sollen hier aber üben, Dateien sinnvoll zu strulturieren,
ohne zu viel Schreibaufwand zu haben.)
Zeichnen Sie die entstandene Baumstruktur mit den Namen aller
Ordner und allen Dateinamen auf Papier, legen Sie die Struktur dann
auf Ihrem Desktop an. Benutzen Sie für Textdokumente LibreOce,
Openoce oder Wordpad, für Tabellenkalkulationsdokumente
LibreOce, OpenOce oder Excel. (Schreiben Sie keinen Inhalt in
die Datei, es genügt wenn Sie sie leer angelegt haben.)
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Teil 2: Textverarbeitung
Der grundlegende Umgang mit einer Textverabeitung wird als
bekannt voraus gesetzt. Spezielle vertiefende Übungen sind deshalb
im Vorkurs nicht vorgesehen. In der Richard-Hartmann-Schule sind
auf allen PC die Ocepakete LibreOce oder OpenOce installiert,
Microsoft Oce nur in ausgewählten PC-Pools. Es ist deshalb
günstig, wenn Sie dessen Funktionen kennen, aber auch nicht von
Nachteil, wenn Sie bisher mit MS Oce gearbeitet haben.
Zum Umgang mit der Textverarbeitung gehören das Verständnis bzw.
das fehlerfreie Anwenden der folgenden Stichpunkte:
Schriftart, Schriftgrad, Schriftfarbe
Absatz, Absatzabstände (links, rechts, oben, unten),
Absatzformatierung (linksbündig, rechtsbündig, zentriert,
Blocksatz)
Überschriften
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Seitenrand, Seitennummer, Seitenumbruch, Hochformat,
Querformat
Kopfzeile, Fuÿzeile
Kopieren, einfügen, verschieben von Textblöcken.
Tabellen
Aufzählungsumgebungen (mit Pünktchen und/oder nummeriert)
Umgang mit Formatvorlagen
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Teil 3: Tabellenkalkulation
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Kapitel 1: Übungsaufgaben
Tabellenkalkulation
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1.1 Installation, Start, Alternativen
Musterlösung
Literatur:
http://www.ooowiki.de
https://help.libreoffice.org/Main_Page/de
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1.1.1 Alternativen zu Libreoce Calc
Microsoft Excel : weit verbreitet, aber teuer, Lizenz erforderlich
OpenOce Calc: Openoce ist ein sehr weitgehend identisches
Produkt wie LibreOce. Für die einfachen Übungen, die
wir hier besprechen, können Sie entweder LibreOce
oder OpenOce installieren und benutzen.
Gnuplot: Wie LibreOce freie Lizenz (GPL), Steuerung über
Textdateien, Zeilen und Spalten werden in der Textdatei
über CSV realisiert.
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1.1.2 Installation
Wenn Sie gerade an einem PC in der RHS arbeiten: Tun Sie
nichts. Alles ist bereits für Sie vorinstalliert.
Wenn Sie an Ihrem privaten PC arbeiten:
Installieren Sie sich das Ocepakte LibreOce. Die
Installationspakete für das Betriebssystem Windows nden Sie jeweils
unter
http://www.libreoffice.org/download.
Wenn Sie mit Linux arbeiten benutzen Sie die zu Ihrer Distribution
passenden Paketquellen, für Ubuntu lautet der Paketname libreoce
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Warum sollten Sie die folgenden Übungen nicht mit der
Tabellenkalkulation Excel bearbeiten, die Sie möglicherweise
bereits installiert haben / kennen?
1
Alle Übungen sind unter LibreOce getestet und funktionieren
dort einwandfrei. (Die Aufgaben lassen sich aber prinzipiell unter
jeder Tabellenkalkulation lösen, ggf. sehen Diagramme minimal
anders aus.)
2
Lösungen, die in den Lehrveranstaltungen vorgestellt werden,
passen mglw. nicht exakt wenn Sie eine andere Software
einsetzen, z. B. weil Menüeinträge oder Icons an anderen Stellen
liegen.
3
An allen PC in der RHS ist LibreOce installiert, Excel nur in
einigen PC-Pools.
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1.1.3 Start
Windows: Klicken Sie in der Taskleiste auf Start, Programme, ...
Linux: Anwendungsmenü, Büro, LibreOce Calc
Alle: Doppelklicken auf die Datei im Dateimanager
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1.1.4 Ersteinrichtung
Einige Dinge möchten Sie möglicherweise nicht in
Standardeinstellung benutzen:
Autokorrektur und Autovervollständigung können Sie im Menü
Extras, AutoKorrektur-Optionen, Reiterkärtchen Optionen, Alle
Häkchen entfernen. Auÿerdem im Reiterkärtchen Wortergänzung das
Häkchen Wortergänzung entfernen.
1.1.5 Aufbau eines Tabellenkalkulationsblattes
Ein Arbeitsblatt ist in Zeilen (1 - nn) und Spalten (A - nn) unterteilt.
In jeder Zelle des Arbeitsblattes können:
1
Texte,
2
Zahlen
3
oder Berechnungen
eingefügt werden. In eine Zelle können Sie eingeben, wenn Sie sie mit
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1.2 Kasse
Musterlösung
Ziel: Sie kennen die Grundlagen des Kalkulationsprogramms
LibreOce Calc, Sie können selbständig einfache Kalkulationen
erstellen und speichern.
(Diese Übung ist alternativ zur Übung ?? auf Seite ??.)
1.2.1 Dateneingabe
Als Leiter eines Supermarktes möchten Sie die Leistung Ihrer
Kassiererinnen überwachen und den täglichen Absatz im Auge
behalten. Dafür legen Sie die Kalkulation nach Abb. 2 auf Seite 61 an.
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Geben Sie zunächst nur die Spalten A bis G und die Zeilen 1 bis 8 ein!
Eine Zelle, in die Sie Text eingeben wollen, erreichen Sie mit der
Maus oder den Cursortasten. Wenn die Zelle markiert (schwarz
umrandet) ist, können Sie einfach anfangen zu schreiben. Die Eingabe
in eine Zelle beenden Sie durch weiter bewegen mit den Cursortasten,
der ENTER-Taste oder markieren mit der Maus. Wenn Sie sich beim
Eingeben vertippen, können Sie durch klicken in die Bearbeitungszeile
( oberhalb des Arbeitsblattes, hinter fx) den Fehler korrigieren.
LibreOce Calc erkennt in der Regel selbständig, ob Sie Text oder
Zahlen oder Formeln eingeben und formatiert die Zellen entsprechend
(Text links, Zahlen rechts). Die Breite einer Spalte bzw. Höhe einer
Zeile ändern Sie einfach mit der Maus, indem Sie auf den Spaltenoder Zeilenrand klicken (Mauszeigerform beachten).
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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Vergessen Sie nicht, Ihr Arbeitsblatt hin und wieder abzuspeichern!
Gehen Sie ins Menü Datei, Speichern oder Speicern unter wenn Sie
einen neuen Dateinamen benutzen wollen oder klicken Sie in der
Symbolleiste das Speichern-Symbol.
LibreOce versucht an vielen Stellen zu erraten, was Sie eingeben
möchten, und zieht dazu Eingaben zu rate, die in der Nähe der
aktuellen Zelle liegen. Diese ratefunktion ist sehr störend, Sie wird
abgeschaltet, wenn Sie Extras, Zellinhalte, Häkchen bei Autoeingabe
entfernen klicken.
Calc soll nun automatisch die Summe der Einnahmen je Kasse
ermitteln. Geben Sie dafür in Zelle H4 den Text:
=SUMME(B4:G4)
ein.
Die Eingabe einer Formel wird stets durch = eingeleitet!
Geben Sie in die Zelle H4 ein: =SUMME(B4:G4)
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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12. Januar 2016
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Sie können auch =SUMME( eingeben und dann mit der linken
Maustaste den Bereich B4 bis G4 markieren und zum Schluÿ die
Klammer ) schlieÿen. B4:G4 ist ein sogenannter Verweis. Das
Ergebnis ist, daÿ Calc die Summe der Zellen von B4 bis G4
berechnet. Sie können auch =B4+C4+...+G4 eingeben, das Ergebnis
ist das Gleiche, aber nicht so komfortabel, insbesondere dann nicht,
wenn Sie später weitere Spalten einfügen. Calc sollte nun die Summe
von Kasse 1 berechnet haben. Sie müssen die Formel nun nicht 5 Mal
eingeben, um die anderen Kassen zu berechnen. Markieren Sie den
Bereich H4 bis H9 mit der linken Maustaste (Zellen müssen schwarz
werden) und klicken Sie auf Bearbeiten, Ausfüllen, Unten. Benutzen
Sie stets die Ausfüllen-Funktion. Sie arbeiten sonst zu langsam und
werden in einer Arbeit nicht fertig! Calc kennt sehr viele vordenierte
Funktionen auÿer Summe(). Darunter sind nicht nur wissenschaftliche
(SIN(); COS()) sondern auch nanzmathematische (z.B.
VARIANZ()). Wenn Sie eine Funktion suchen, ohne Ihren Namen zu
kennen, klicken Sie im Menü Einfügen auf Funktion, dort sind alle
Funktionen aufgelistet.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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12. Januar 2016
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A
1
B
C
D
E
F
G
H
I
Kassenabrechnung für Supermarkt
2
3
Montag Dienstag Mittwoch Donnerst. Freitag Samstag Summe
4
Kasse1
111 €
130 €
149 €
168 €
199 €
167 €
5
Kasse2
125 €
144 €
163 €
182 €
201 €
168 €
983 €
6
Kasse3
139 €
158 €
177 €
196 €
167 €
175 €
1.012 €
7
Kasse4
153 €
172 €
191 €
210 €
156 €
186 €
1.068 €
8
Kasse5
167 €
186 €
205 €
224 €
187 €
146 €
1.115 €
9
Umsatz
695 €
790 €
885 €
980 €
910 €
842 €
5.102 €
924 €
10
11
12
1.200 €
1.200 €
1.000 €
1.000 €
800 €
800 €
600 €
600 €
400 €
400 €
200 €
200 €
0€
0€
13
14
15
16
26
Abbildung 2 :
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Kasse5
Kasse4
Kasse3
25
Kasse2
24
Kasse1
23
Samstag
22
Freitag
21
Mittwoch
20
Donnerst.
19
Dienstag
18
Montag
17
Kasse
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1.2.2 Einige Editier-Tips
Arbeitsblätter werden im Laufe der Zeit nicht nur angewendet,
sondern auch weiter entwickelt. Oft ist es notwendig, Funktionen
hinzuzufügen. Dafür sind dann zusätzliche Zeilen und Spalten
notwendig, oder man kann sich durch Kopieren Tipparbeit ersparen.
Zeilen und Spalten hinzufügen
Markieren Sie die Zeile, nach der Sie eine oder mehrere Zeilen
hinzufügen wollen, gehen Sie ins Menü Einfügen, Zeilen. Das Einfügen
von zusätzlichen Spalten nden Sie im Menü Einfügen, Spalten.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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Kopieren
Markieren Sie die Zellen, die Sie kopieren möchten. Wählen Sie
Bearbeiten, Kopieren oder drücken Sie STRG + C . Gehen Sie an die
Stelle, wo die Zellen eingefügt werden sollen. Wählen Sie Bearbeiten,
Einfügen oder drücken Sie STRG + v .
Daten löschen
Calc unterscheidet die beiden Fälle:
Inhalte löschen Bearbeiten, Inhalte löschen oder die ENTF -Taste;
Zellen bleiben erhalten und
Zellen löschen Bearbeiten, Zellen löschen; Zellen werden mit
gelöscht, Zellen entsprechend verschoben.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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1.2.3 Formatierung
Fett, unterstrichen Hintergrund...
Die Formatierung der Zellen erreichen Sie, indem Sie die Zellen, die
formatiert werden sollen, markieren. Danach Menü Format, Zellen...
Stellen Sie folgende Formatierungen ein:
1
Die Schriftart in allen zellen ist Arial, Schriftgrad 12.
2
Die Hintergrundfarbe für die Zellen B3:H3 ist ein helles Gelb.
3
Zwischen den Spalten A und B und zwischen den Zeilen 3 und 4
ist eine schwarze Linie.
4
Die Zellen von A3 bis H9 sind zentriert ausgerichtet.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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Zellenbeschriftung mit Währungsinformationen
Markieren Sie die Zellen
B4:H9,
klicken Sie Format, Zellen, Zahlen,
Währung, benutzen Sie den ersten Auswahlpunkt -1234¤. Blättern
Sie kurz in der Liste um die Möglichkeiten der Währungsangabe
kennen zu lernen, Sie werden Sie später benötigen.
1.2.4 Diagramm
Es fehlen noch die beiden Diagramme, in denen auf einen Blick
ersichtlich wird an welchen Tagen wieviel verkauft wurde und welche
Kassiererin besonders eiÿig ist. Markieren Sie die Zellen B9:G9.
Wählen Sie im Menü Einfügen, Diagramm oder klicken Sie das
Diagramm Icon in der Symbolleiste. Wählen Sie Säulen, Weiter,
Weiter, Weiter, Zitel: Umsatz / Woche. Entfernen Sie die Legende
(Zeile 9) indem Sie sie mit der rechten Maustaste ausschneiden.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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Wenn Sie die Werte in der Tabelle ändern, wird auch sofort das
Diagramm aktualisiert. Probieren Sie es aus, indem Sie den Wert für
Kasse1 / Montag in 500 Eu ändern. Fügen Sie nun selbständig ein
Diagramm ein, in dem die einzelnen Kassen als Diagramm dargestellt
werden. Wählen Sie eine aussagekräftige Diagrammform, beschriften
Sie die Achsen zweckmäÿig.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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12.1.2016
1.3 Mehrwertsteuer
BSZ III Chz. Herr Fischer
Musterlösung
Ziel: Sie lernen den Unterschied zwischen absoluten und relativen
Bezügen. Sie lernen die Arbeit mit Prozentzahlen in
Tabellenkalkulationen.
1.
Für Ihren kleinen Wochenendeinkauf möchten Sie ermitteln, wie groÿ
der Anteil der MwSt. ist. Legen Sie ein Arbeitsblatt entsprechend
Abb. 3 auf der nächsten Seite an.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
B
Wochenabrechnung
Ware
Preis
Brot
Milch
Butter
Kaffee
Eier
Bier
Kartoffeln
C
D
Stück
Summe
2,50 €
0,69 €
2,49 €
6,99 €
3,99 €
0,99 €
4,90 €
2
4
2
1
1
30
1
E
5,00 €
2,76 €
4,98 €
6,99 €
3,99 €
29,70 €
4,90 €
16,00%
Mwst/Ware
0,80 €
0,44 €
0,80 €
1,12 €
0,64 €
4,75 €
0,78 €
10
11
12
Summe
Mwst/Woche
9,33 €
13
14
15
16
Kartoffeln
8%
17
Brot
9%
Milch
5% Butter
9%
18
19
20
21
22
Bier
51%
Kaffee
12%
Eier
7%
23
24
25
26
Abbildung 3 :
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Mehrwertsteuer
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2.
Formatierung der Zelle E1: Dadurch, dass Sie 14% getippt haben,
erkannte Calc selbständig, dass Sie eine Prozentrechnung
duerchführen wollen. In Wirklichkeit hat Calc die Zahl 0,14 in
der Zelle erfasst! (Das erkennen Sie, wenn Sie die Zelle markieren
und in Format, Zelle, zahlen die Prozentformatierung entfernen. Weil
in der Zelle der numerische Wert 0,14 steht müssen Sie bei der
Berechnung der Mehrwertsteuer in den Zellen E3:E9 nicht mit 100
dividieren!
3.
Der Wert in der Spalte D ergibt sich aus B * C, also steht z. B. in D3
die Formel
=B3*C3.
Tragen Sie die Formel in Zelle D3 ein, kopieren Sie
sie nach unten (markieren D3:D9, Bearbeiten, Ausfüllen, Unten).
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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1.3.1 Absolute Bezüge
Die Mehrwertsteuer in Spalte E errechnet sich zu D * Zelle E1, Sie
tragen also z. B. in Zelle E3 die Formel
=D3*E1
ein. Kopieren Sie die
Formel in die Zeilen nach unten. Das Ergebnis wird falsch. Warum?
Sie müssen hier einen sogenannten absoluten Bezug verwenden:
4.
Schauen Sie sich noch einmal Spalte D an. Sie hatten in Zelle D3 die
Formel
=B3*C3
geschrieben. Sie hatten die Formel dann nach unten
ausfüllen lassen. Dabei hat Calc selbständig die Formelbezüge
angepaÿt, d.h. in Zelle D4 steht nun
Diese automatische Anpassung heiÿt
B4*C4,
in D5 steht
relativer Bezug.
B5*C5
usw.
Der relative Bezug versagt in in der Spalte E, da in Zelle E5 jetzt
D5*E2
steht, die MwSt. aber in Zelle E1 liegt!
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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5.
Diesen relativen Bezug ändern Sie in einen
Sie in Zelle E3 statt
D3*E1
ändern in
absoluten Bezug, wenn
=D3*E$1.
Lassen Sie nun noch
einmal nach unten ausfüllen und beobachten Sie das Ergebnis. Wenn
Sie absolute Bezüge benötigen, markieren Sie die Spalte oder Zeile
(oder beides), das Sie absolut haben möchten, mit einem $.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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6.
Legen Sie nun zum Schluÿ selbständig das Diagramm an.
Lösung:
Spalte A und E markieren, Diagramm einfügen, Kreisdiagramm, 3D.
Die Prozentzahlen und Beschriftungen FEHLEN. DANN:
Zahlenwerte im Diagramm markieren (die Tortenstücke). RMT,
Datenbeschriftungen einfügen, Datenbeschriftungen formatieren,
Haken Wert als zahl anzeigen entfernen,Haken Wert als Prozentwert
anzeigen setzen, Kategorie anzeigen, Platzierung auÿen.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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LF
12.1.2016
1.4 Sportartikelgeschäft
BSZ III Chz. Herr Fischer
Musterlösung
Ziel: Sie üben und festigen das Anlegen eines einfachen Arbeitsblatts
in LibreOce Calc. Sie können einfache Formeln eingeben. Sie
beherrschen absolute und relative Bezüge. Sie lernen die
Formatierung von Zellen und Zahlen.
Notwendige Vorkenntnisse:
1
Übung ?? von Seite ??.
2
Übung ?? von Seite ??.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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Als Geschäftsführer eines Sportartikelladens planen Sie den Absatz
für die folgende Saison. Berechnen Sie die abzusetzende Summe je
Monat und Ihre Provision, die 8,5% beträgt.
Formatieren Sie die Tabelle so wie Sie das in Abb. 4 auf Seite 83
erkennen können. Notieren Sie jeweils, wie Sie die Formatierung
erreicht haben.
1.
Die Überschrift Projektierter Absatz ist einfach unterstrichen.
[1]
Lösung:
Format, Zellen, Schrifteekt, Unterstreichung, einfach.
2.
Die Zeile mit den Monatseinträgen ist hellgrau unterlegt.
[1]
Lösung:
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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Format, Zellen, Hintergrund.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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3.
Die Spalte mit den Artikeln ist von der Spalte Januar durch einen
senkrechten Strich getrennt.
[1]
Lösung:
4.
Die Spalten Provision und 8,5% sind ab der Zeile Rucksack
zusammen gefasst und zentriert.
[1]
Lösung:
(Es scheint keine Möglichkeit zu geben zeilenweise zusammen zu
fassen und trotzdem den gesamten bereich zu markieren. Das ist
doof.)
5.
Die
sind
in Fachschule
Euro und
mit Tausenderpunkt.
Jörg Währungsbeträge
Fischer (BSZ III Chz.)
Vorkurs
Elektrotechnik
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6.
Die Spalte mit den Artikeln ist von der Spalte Januar durch einen
senkrechten Strich getrennt.
[1]
Lösung:
7.
Die Spalten Provision und 8,5% sind ab der Zeile Rucksack
zusammen gefasst und zentriert.
[1]
Lösung:
(Es scheint keine Möglichkeit zu geben zeilenweise zusammen zu
fassen und trotzdem den gesamten bereich zu markieren. Das ist
doof.)
8.
Die
sind
in Fachschule
Euro und
mit Tausenderpunkt.
Jörg Währungsbeträge
Fischer (BSZ III Chz.)
Vorkurs
Elektrotechnik
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9.
Die Spalte mit den Artikeln ist von der Spalte Januar durch einen
senkrechten Strich getrennt.
[1]
Lösung:
10.
Die Spalten Provision und 8,5% sind ab der Zeile Rucksack
zusammen gefasst und zentriert.
[1]
Lösung:
(Es scheint keine Möglichkeit zu geben zeilenweise zusammen zu
fassen und trotzdem den gesamten bereich zu markieren. Das ist
doof.)
11.
Die
sind
in Fachschule
Euro und
mit Tausenderpunkt.
Jörg Währungsbeträge
Fischer (BSZ III Chz.)
Vorkurs
Elektrotechnik
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60 / 122
12.
Die Spalte mit den Artikeln ist von der Spalte Januar durch einen
senkrechten Strich getrennt.
[1]
Lösung:
13.
Die Spalten Provision und 8,5% sind ab der Zeile Rucksack
zusammen gefasst und zentriert.
[1]
Lösung:
(Es scheint keine Möglichkeit zu geben zeilenweise zusammen zu
fassen und trotzdem den gesamten bereich zu markieren. Das ist
doof.)
14.
Die
sind
in Fachschule
Euro und
mit Tausenderpunkt.
Jörg Währungsbeträge
Fischer (BSZ III Chz.)
Vorkurs
Elektrotechnik
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15.
Notieren Sie die Formel, mit der Sie die Provision für Rucksäcke
berechnet haben. Beachten Sie: Die Provision beträgt nicht 8,5%,
sondern den Wert der Zelle
G2.
Auÿerdem möchten Sie die Formel
aus Zeile 2 nach unten kopieren.
[1]
Lösung:
16.
Die Tortengrak ist wie in der Vorlage und mit Beschriftung.
[1]
Lösung: Spalte A und E markieren (ohne Summenzeile), Einfügen,
Diagramm, Kreis, Weiter, Datenreihen in Spalten, Erste Spalte als
beschriftung, Titel: Projektierter Absatz; Untertitel: Erstes
Quartal.
Bewertung:
1
16
-
14
2
13
-
13
3
12
-
10
4
9
-
8
5
7
-
4
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
12. Januar 2016
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17.
Notieren Sie die Formel, mit der Sie die Provision für Rucksäcke
berechnet haben. Beachten Sie: Die Provision beträgt nicht 8,5%,
sondern den Wert der Zelle
G2.
Auÿerdem möchten Sie die Formel
aus Zeile 2 nach unten kopieren.
[1]
Lösung:
18.
Die Tortengrak ist wie in der Vorlage und mit Beschriftung.
[1]
Lösung: Spalte A und E markieren (ohne Summenzeile), Einfügen,
Diagramm, Kreis, Weiter, Datenreihen in Spalten, Erste Spalte als
beschriftung, Titel: Projektierter Absatz; Untertitel: Erstes
Quartal.
Bewertung:
1
18
-
16
2
15
-
14
3
13
-
12
4
11
-
9
5
8
-
5
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
12. Januar 2016
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19.
Notieren Sie die Formel, mit der Sie die Provision für Rucksäcke
berechnet haben. Beachten Sie: Die Provision beträgt nicht 8,5%,
sondern den Wert der Zelle
G2.
Auÿerdem möchten Sie die Formel
aus Zeile 2 nach unten kopieren.
[1]
Lösung:
20.
Die Tortengrak ist wie in der Vorlage und mit Beschriftung.
[1]
Lösung: Spalte A und E markieren (ohne Summenzeile), Einfügen,
Diagramm, Kreis, Weiter, Datenreihen in Spalten, Erste Spalte als
beschriftung, Titel: Projektierter Absatz; Untertitel: Erstes
Quartal.
Bewertung:
1
20
-
18
2
17
-
16
3
15
-
13
4
12
-
10
5
9
-
6
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
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Sportartikel.ods
A
1
B
C
D
Projektierter Absatz
2
E
F
G
Provision:
8,50%
Gesamtbetrag
Januar
Februar
März
1. Quartal
5.950 €
3
Rucksack
4
Camping
2.000 €
3.000 €
4.000 €
9.000 €
5
Zeltstangen
15.000 €
25.000 €
30.000 €
70.000 €
5.950 €
6
Skistöcke
33.000 €
6.000 €
3.000 €
42.000 €
3.570 €
7
Skistiefel
3.000 €
3.000 €
3.000 €
9.000 €
8
Ski
15.000 €
7.000 €
1.000 €
23.000 €
1.955 €
9
Fahrrad
10.000 €
15.000 €
25.000 €
50.000 €
4.250 €
10
Faltboot
5.000 €
10.000 €
15.000 €
30.000 €
99.000 €
93.000 €
111.000 €
303.000 €
11
16.000 €
Gesamt
24.000 €
30.000 €
70.000 €
765 €
765 €
2.550 €
25.755 €
12
13
Projektierter Absatz
14
Erstes Quartal
15
16
17
18
19
Rucksack
Camping
Zeltstangen
Skistöcke
Skistiefel
Ski
Fahrrad
Faltboot
20
21
Abbildung 4 :
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Sportartikelgeschäft
Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
12. Januar 2016
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LF
12.1.2016
1.5 Benzinverbrauch
BSZ III Chz. Herr Fischer
Musterlösung
Zugelassene Hilfsmittel: alle; Handyverbot!
Vorgesehene
Bearbeitungszeit: 45 min
Ziel: Sie lernen den Einsatz der WENN()-Funktion und die bedingte
Formatierung.
Notwendige Vorkenntnisse:
1
Übungen Tabellenkalkulation von Seite ?? bis Seite ??
1.5.1 Wiederholung von Vorbereitung der Tabelle
Sie möchten den Benzinverbrauch für Ihr Auto kalkulieren. Legen Sie
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
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1.
Die Zeile 3 entält die Tabellenköpfe. Achten Sie daraus, dass Sie
exakt die vorgegeben Spalten treen, insbesondere ist es für die
spätere Lösung wichtig, dass Sie in der Zelle F3 NUR die Zahl 7
stehen haben, keinen Text!
2.
In Spalte A geben Sie jeweils den Kilometerstand an, bei dem Sie das
Auto stets volltanken.
3.
Die seit dem letzten Tanken gefahrenen Kilometer entstehen in
Spalte B durch Berechnung.
Lösung:
Die einfache Kilometerberechnung ergibt sich aus der Dierenz des
alten Kilometerstandes mit dem aktuellen Kilometerstand, also in
Zelle
B5: A5-A4.
4.Jörg Fischer
(BSZ III Chz.)
Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
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6.
Bei einem Verbrauch unter 7l/100km soll zusätzlich in Spalte E der
Text Verbrauch sehr gering erscheinen.
7.
Überlegen Sie sich selbständig eine geeignete Diagrammform, in der
Sie die Ergebnisse darstellen und legen Sie selbständig das Diagramm
an.
Lösung:
Torte? Säulen? Balken? Linien? XY-Diagramm?
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
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8.
Bei einem Verbrauch unter 7l/100km soll zusätzlich in Spalte E der
Text Verbrauch sehr gering erscheinen.
9.
Überlegen Sie sich selbständig eine geeignete Diagrammform, in der
Sie die Ergebnisse darstellen und legen Sie selbständig das Diagramm
an.
Lösung:
Torte? Säulen? Balken? Linien? XY-Diagramm?
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
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A
B
C
D
E
F
G
Benzinverbrauch
1
2
3
KM-Stand
gefahr. km
getankt
Verbr.l/100km
4
15380
___---___
___---___
___----___
5
15865
485
31,30
6,45
Verbrauch sehr gering
6
16500
635
42,00
6,61
Verbrauch sehr gering
7
16918
418
40,90
9,78
8
17432
514
39,00
7,59
9
17901
18405
18959
19430
19690
469
504
554
471
260
k.B.
k.B.
40,10
41,00
49,50
39,00
17,90
8,55
8,13
8,94
8,28
6,88
10
11
12
13
14
15
Geringer Verbrauch unter 7 Liter
Verbrauch sehr gering
16
Abbildung 5 :
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Benzinverbrauch
Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
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Spalte E füllen Sie wie folgt aus: Geben Sie in Zelle E5 ein:
=WENN(D5<5;"Verbrauch sehr gering";"").
10.
Die allgemeine Form der WENN-Anweisung lautet
WENN(Bedingung;Wahl1;Wahl2), d.h. wenn Bedingung erfüllt ist,
wird Wahl1 ausgegeben, ist Bedingung nicht erfüllt, wird Wahl2
ausgegeben. Steht also in Zelle D5 ein Zahlenwert unter 5, wird der
Text Verbrauch sehr niedrig ausgegeben, steht in D5 ein Wert über
5, wird nichts ausgegeben. Kopieren Sie die Formel wie gewohnt nach
unten in die anderen Zellen, achten Sie dabei auf absolute und
relative Verweise.
11.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
12. Januar 2016
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Die Ergebnisse in Spalte E sollen durch Farben besser visualisiert
werden. (Beachten Sie, dass, wenn Ihnen diese Aufgabe nur in s/w
gedruckter Form vorliegen sollte, Sie die Farben gerade nicht sehen
können!) Dafür setzt man die sog. Bedingte Formatierung ein:
D5:D15.
1
Markieren Sie die Zellen
2
Klicken Sie im Menü Format, Bedingte Formatierung. Geben Sie
bei Bedingung 1 ein: Zellwert ist; kleiner als;
F$3.
Klicken Sie auf
Neue Vorlage Stellen Sie die Hintergrundfarbe auf hellgrün.
3
Sertzen Sie das Häkchen bei Bedingung 2. Setzen Sie Zellwert
ist; gröÿer als; 8,5. Klicken Sie auf Neue Vorlage Stellen Sie die
Hintergrundfarbe auf hellrot.
4
Klicken Sie Ok .
12.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
12. Januar 2016
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Diese Kalkulation hat viele Spalten und passt deshalb im Hochformat
A4 nur dann auf eine Seite wenn Sie sehr kleine Schriften benutzen.
Stellen Sie deshalb das Seitenformat im Menü Format, Seite auf
Querformat.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
12. Januar 2016
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1.5.2 Ergänzungsaufgabe
Mit dem bisher Gelernten sollten Sie den letzten Teil der Aufgabe
selbständig lösen können.
13.
Wenn in Spalte A noch keine Kilometerangabe steht erscheint in
Spalte B der Text n.B. (nicht berechnet).
14.
Wenn die Berechnung des Durchschnittsverbrauchs in Spalte D nicht
möglich ist (weil in dieser Zeile noch kein km-Stand / keine
Literangabe steht) soll in der Zelle kein Text erscheinen. (Das
bedeutet nicht das die Zelle leer ist, Sie sollen die Formel bis in Zeile
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LF
12.1.2016
1.6 Sinuswechselspannung
BSZ III Chz. Herr Fischer
Musterlösung
Zugelassene Hilfsmittel: alle
Vorgesehene Bearbeitungszeit:
3 * 45 min
Ziel:
Sie üben die Arbeit mit Tabellenkalkulationen und wiederholen Ihr
Wissen über Wechselspannung und Sinusfunktion.
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Notwendige Vorkenntnisse:
1
Grundlagen Tabellenkalkulation
2
Kenntnis mathematischer Zusammenhänge an der Sinusfunktion
3
Grundkenntnisse Wechselspannung
Literatur:
http://de.wikipedia.org/wiki/Sinusspannung
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Der Verlauf einer sinusförmigen Wechselspannung mit U = 230V und
f = 50 Hz soll im Bereich 0...0,04 s grasch dargestellt werden.
1.
Wiederholen Sie ggf. die notwendigen Begrie. Skizzieren Sie dazu
eine Sinusfunktion und zeichnen Sie ein:
1
Periodendauer
4
Eektivwert
2
Spitzenwert
5
1
3
Momentanwert
6
2
π; π;
◦
90 ;
3
2
π;
◦
180 ;
2π
◦
270 ;
◦
360
[6]
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2.
Für die Lösung bzw. die Erzeugung eines Diagramms muÿ mit
5
diskreten Zeitschritten gearbeitet werden .
Lösen Sie mit Hilfe einer Internetsuchmaschine die Frage, was das
Wort diskret im Zusammenhang mit Wissenschaft und Technik
bedeutet. (Hinweis: Das Lesen des ersten Absatzes in der Wikipedia
zum Adjektiv
diskret genügt nicht!)
[1]
Lösung: In Wissenschaft und Technik versteht man unter diskret
[...] 'abzählbar' bzw. 'aus einem gestuften Wertevorrat entnommen'
6
5 Ein für die Problemlösung weit besser geeignetes Programm wäre Gnuplot,
aber das ist hier nicht Thema.
6 http://de.wikipedia.org/wiki/Diskret
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3.
Für die Lösung bzw. die Erzeugung eines Diagramms muÿ mit
5
diskreten Zeitschritten gearbeitet werden .
Lösen Sie mit Hilfe einer Internetsuchmaschine die Frage, was das
Wort diskret im Zusammenhang mit Wissenschaft und Technik
bedeutet. (Hinweis: Das Lesen des ersten Absatzes in der Wikipedia
zum Adjektiv
diskret genügt nicht!)
[1]
Lösung: In Wissenschaft und Technik versteht man unter diskret
[...] 'abzählbar' bzw. 'aus einem gestuften Wertevorrat entnommen'
6
5 Ein für die Problemlösung weit besser geeignetes Programm wäre Gnuplot,
aber das ist hier nicht Thema.
6 http://de.wikipedia.org/wiki/Diskret
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4.
Belegen Sie entsprechend Abb. 6 auf Seite 112 die folgenden Zellen
mit den notwendigen Konstanten:
Wert
Zelle
Startpunkt t=0
B4
B5
B6
B7
B11
Endpunkt t=40 ms
Schrittzahl 50
Frequenz 50 Hz
Spannung U=230 V
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5.
Berechnen Sie in der Zelle
B8,
wie lang eine Periode bei der
gegebenen Spannung und Frequenz ist. Suchen Sie ggf. in o. g.
Literaturquellen nach dem mathematischen Zusammenhang zwischen
f
Frequenz
und Periondendauer
Wertetabelle in der Einheit
T . Beachten Sie (Zelle F2) dass die
ms
angegeben werden soll!
ms
ist es sinnvoll sofort an dieser Stelle in
[1]
Lösung:
T
=
1
f
=
1
s
50
= 20ms
Wegen der Wertetabelle in
die Zelle
B8
die Formel
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
1000/B7
einzugeben.
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6.
Berechnen Sie in der Zelle
B8,
wie lang eine Periode bei der
gegebenen Spannung und Frequenz ist. Suchen Sie ggf. in o. g.
Literaturquellen nach dem mathematischen Zusammenhang zwischen
f
Frequenz
und Periondendauer
Wertetabelle in der Einheit
T . Beachten Sie (Zelle F2) dass die
ms
angegeben werden soll!
ms
ist es sinnvoll sofort an dieser Stelle in
[1]
Lösung:
T
=
1
f
=
1
s
50
= 20ms
Wegen der Wertetabelle in
die Zelle
B8
die Formel
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
1000/B7
einzugeben.
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7.
An Hand Ihrer Berechnung von Frage 1 und der Aufgabenstellung
(0..40 ms), wieviele Perioden sollen im Diagramm dargestellt werden?
[1]
Lösung:
s
20ms
0,04
= 2 → Zwei
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Perioden
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8.
An Hand Ihrer Berechnung von Frage 1 und der Aufgabenstellung
(0..40 ms), wieviele Perioden sollen im Diagramm dargestellt werden?
[1]
Lösung:
s
20ms
0,04
= 2 → Zwei
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Perioden
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9.
Berechnen
Sie
aus
der
Dierenz
zwischen
Start-
und
Endwert
(0...40ms) und der gewünschten Anzahl der Schritte die Schrittweite pro Zeile in
ms
in der Zelle
B9.
Lösung:
=(B5-B4)/B6
[1]
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10.
Berechnen
Sie
aus
der
Dierenz
zwischen
Start-
und
Endwert
(0...40ms) und der gewünschten Anzahl der Schritte die Schrittweite pro Zeile in
ms
in der Zelle
B9.
Lösung:
=(B5-B4)/B6
[1]
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11.
Berechnen Sie den Spitzenwert der Spannung in der Zelle B12.
Runden Sie das Ergebnis auf 4 Stellen.
Lösung:
Û = Ue
·
[1]
√
2
=B11*WURZEL(2)
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12.
Berechnen Sie den Spitzenwert der Spannung in der Zelle B12.
Runden Sie das Ergebnis auf 4 Stellen.
Lösung:
Û = Ue
·
[1]
√
2
=B11*WURZEL(2)
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13.
Ordnen Sie in den Zellen
E3:H44
eine Wertetabelle [t(s),u(V)] mit
50 Zeilen für die 50 Schritte an, in der basierend auf den
Eingabewerten die Momentanwerte von u berechnet werden. Die
Schrittweite ergibt sich aus Zelle
B9.
Der Amplitudenwert ergibt sich
aus der Sinusfunktion.
Achten Sie darauf, dass Sie die Formel nur in die Zellen
E4
und
H4
eingeben und dann mit kopieren nach unten ausfüllen lassen
möchten. (Absolute Bezüge)
Formel der Schrittweite in Zelle
F4:
[2]
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Lösung:
Spalte
F
enthält die Zeit in ms, von 0...40ms in 50 Schritten. Es muÿ
also jeweils der in
B9
bereits berechnete Wert der Schrittweite mit
dem Wert der darüber liegenden Zelle addiert werden.
=F3+B$9
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Formel Momentanwert der Spannung in Zelle
H4:
[4]
Lösung:
Der Momentanwert der Sinusspannung ergibt sich zu:
u = Û · sin(ω · t )
= Û · sin
2
·π·t
T
Û : Berechneten wir in Zelle B12
t : Die Zeit beim jeweiligen Schritt
T : Berechneten wir in Zelle B8
=B$12*SIN(2*PI()*F4/B$8)
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Formel Momentanwert der Spannung in Zelle
H4:
[4]
Lösung:
Der Momentanwert der Sinusspannung ergibt sich zu:
u = Û · sin(ω · t )
= Û · sin
2
·π·t
T
Û : Berechneten wir in Zelle B12
t : Die Zeit beim jeweiligen Schritt
T : Berechneten wir in Zelle B8
=B$12*SIN(2*PI()*F4/B$8)
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14.
Erstellen Sie basierend auf der Wertetabelle ein XY-Diagramm.
Achten Sie auf korrekte Schreibweise der Gröÿen sowie
Achsenbeschriftungen.
[3]
Notieren Sie in Stichworten Ihr Vorgehen.
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A
B
C D
E
F
G
H
1
Schritt t [ms] =
sin(x)
2 Sinuswechselspannung
0
0
0,0
3
0
1
0,8
80,9
4 Startpunkt: [t / ms]
40
2
1,6
156,7
5 Endpunkt [t / ms]
50
3
2,4
222,7
6 Schrittzahl:
50
4
3,2
274,6
7 Frequenz [Hz]
20
5
4
309,3
8 Periodendauer: [ms]
0,80
6
4,8
324,6
9 Schrittweite: [t / ms]
7
5,6
319,5
10
11 Spannung (Eff)
230 V
8
6,4
294,3
325,3 V
9
7,2
250,6
12 Spannung (Peak)
10
8
191,2
13
11
8,8
119,7
14
12
9,6
40,8
15
13
10,4
-40,8
16
14
11,2
-119,7
17
15
12
-191,2
18
16
12,8
-250,6
19
17
13,6
-294,3
20
18
14,4
-319,5
21
19
15,2
-324,6
22
Abbildung 6 : Tabelle Sinuswechselspannung
20
16
-309,3
23
21
16,8
-274,6
24
22
17,6
-222,7
25
18,4
-156,7
Jörg
Vorkurs Fachschule23
Elektrotechnik
12. Januar
26 Fischer (BSZ III Chz.)
I
2016
83 / 122
400,0
300,0
200,0
100,0
u [V]
0,0
-100,0
-200,0
-300,0
-400,0
0
1,6
3,2
4,8
6,4
8
9,6
11,2
12,8
14,4
16
17,6
19,2
20,8
22,4
24
25,6
27,2
28,8
30,4
32
33,6
35,2
36,8
38,4
40
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
t [ms]
Abbildung 7 :
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Diagramm Sinuswechselspannung
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1.7 Verlustleistungshyperbel
BSZ III Chz. Herr Fischer
Musterlösung
Zugelassene Hilfsmittel: alle;
Vorgesehene Bearbeitungszeit:
2 * 45 min
Ziel:
Sie wiederholen Kenntnisse über den Zusammenhang zwischen
Spannung, Strom und Leistung am ohmschen Widerstand. Sie üben
Grundfunktionen einer tabellenkalkulation.
Notwendige Vorkenntnisse:
1
Leistung am Widerstand
2
Gundkenntnisse Gnuplot oder Tabellenkalkulation
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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1.
Notieren Sie wiederholend die Formeln für die Berechnung des
Widerstandes und der Leistung an einem Widerstand, wenn
Spannung und Strom gegeben sind.
[2]
Lösung:
R=
U
I
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
P =U ·I
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P=
U
R
2
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86 / 122
2.
Notieren Sie wiederholend die Formeln für die Berechnung des
Widerstandes und der Leistung an einem Widerstand, wenn
Spannung und Strom gegeben sind.
[2]
Lösung:
R=
U
I
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
P =U ·I
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P=
U
R
2
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86 / 122
3.
Erstellen Sie ein Gnuplot-Programm ODER legen Sie eine
Tabellenkalkulation in LibreOce Calc an, dass die
Verlustleistungshyperbeln für 0,1W, 0,5W und 1W in einem
Diagramm I=f(U) im Bereich 0
0
mA
≤
I
≤
50
V
≤
U
≤
50
V
und
mA darstellt. Wählen Sie für die Spannung U ein
Intervall von 2. Beschriften sie die Achsen sinnvoll.
[10]
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Lösung Gnuplot:
Siehe Listing 1 auf Seite 122 und Abb. 8 auf Seite 124.
Lösung LibreOce:
Hier fehlt iwie die Grak mit der tabelle.
Spalte A: Es wird eine Reihe von Spannungswerten benötigt, über die
dann jeweils der Strom bei gegebener Leistung und der Strom bei
gegebenem Widerstand aufgetragen werden kann.
Für U=0V existiert kein Wert, weil der Strom dann unendlich würde.
Die X-Achse muÿ im Wertebereich entsprechend Aufgabenstellung
begrenzt werden: Mit der Maus auf die Achse, Doppelklick oder
RMT, Achse formatieren, Skalierung. (Beide auf 0-50 stellen)
Die auf Farbdruckern schlecht erkennbare Farbe gelb für die dritte
Kurve in grün ändern.
Beschriftung der 3 Kurven: Ansicht, Symbolleiste, Zeichung. Dann
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4.
Zeichen Sie (wieder alternativ in Gnuplot oder LibreOce) zusätzlich
in das Diagramm die Widerstandsgeraden für Widerständ mit 500 Ω,
1 kΩ und 5 kΩ ein.
[3]
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89 / 122
Lösung Gnuplot:
Bestimmung der Funktion für die Widerstandsgerade:
I
=
U
R
Beachten: Die I-Achse ist in mA unterteilt, also für 1 kΩ nicht durch
1000 dividieren, sondern durch 1...
f (x ) =
x
1
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Lösung Gnuplot:
Bestimmung der Funktion für die Widerstandsgerade:
I
=
U
R
Beachten: Die I-Achse ist in mA unterteilt, also für 1 kΩ nicht durch
1000 dividieren, sondern durch 1...
f (x ) =
x
1
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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Listing 1 : Gnuplot-Programm zur Darstellung der Verlustleistungshyperbel
set terminal pdf enhanced
set output " Verlustleistungshyperbel1 . pdf "
set zeroaxis
set ylabel " I [ mA ]"
set xlabel " U [ V ]"
# Raster
set grid
# Legt den Bereich fest , innerhalb dessen y
berechnet wird :
set xrange [0:50]
y
# Die y - Achse soll nicht alle Werte anzeigen , das y
skaliert sonst schlecht :
# wegen der Stramangabe in mA ist auch die Leistung y
jeweils in mW :
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set yrange [0:50]
plot 500 / x title " P = 0 ,5 W " with lines lc 1 , \
250 / x title " P = 0 ,1 W " with lines lc 2 , \
1000 / x title " P = 1 W " with lines lc 3 , \
x title " R = 1 k {/ Symbol W }" with lines lc 4 , y
\
x / 0.5 title " R = 0 ,1 k {/ Symbol W }" with y
lines lc 5 , \
x / 5 title " R = 10 k {/ Symbol W }" with lines y
lc 7
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50
P = 0,5 W
P = 0,1 W
P=1W
R = 1 kΩ
R = 0,1 kΩ
R = 10 kΩ
40
I [mA]
30
20
10
0
0
10
20
30
40
U [V]
Abbildung 8 :
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Verlustleistungshyperbel, Lösung Gnuplot
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93 / 122
Lösung LibreOce:
Deppenlösung: Die neuen, zusätzlichen Zahlen markieren (jetzt also
A4:D29 und zusätzlich F4:H29), das Diagramm neu anlegen.
Die Modizierung des bereits angelegten und aufwendig formatierten
Diagrmms ist tricky, weil der Datenbereich mit den Zahlen aus den
Spalten F-H erweitert werden muÿ:
Diagrammäche auswählen, RMT, Datenbereiche, Hinzufügen,
Y-Werte, Bereich auswählen (F4:F29), OK. Das Gleiche für G4:G29
und H4:H29.
Die nun zwei mal vorhanene grüne Farbe ändern, Textfeld
entsprechend erweitern.
Siehe Abb. 9 auf der nächsten Seite.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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H
I
J
5 kΩ
0
0,4
0,8
1,2
1,6
2
2,4
2,8
3,2
3,6
4
4,4
4,8
5,2
5,6
6
6,4
6,8
7,2
7,6
8
8,4
8,8
9,2
9,6
10
P=0,1W
P=0,5W
P=1W
R=0,5k
R=1K
R=5k
I [mA]
A
B
C
D
E
F
G
1 Verlustleistungshyperbel von Widerständen:
I [mA] bei P=
I [mA] für R=
2
3 U [V]
0,1
0,5
1W
0,5
1
0
0
0
4
2
50,00 250,00 500,00
4
2
5
4
25,00 125,00 250,00
8
4
6
6
16,67
83,33 166,67
12
6
7
8
12,50
62,50 125,00
16
8
8
10
10,00
50,00 100,00
20
10
9
12
8,33
41,67
83,33
24
12
10
14
7,14
35,71
71,43
28
14
11
16
6,25
31,25
62,50
32
16
12
18
5,56
27,78
55,56
36
18
13
20
5,00
25,00
50,00
40
20
14
22
4,55
22,73
45,45
44
22
15
24
4,17
20,83
41,67
48
24
16
26
3,85
19,23
38,46
52
26
17
28
3,57
17,86
35,71
56
28
18
30
3,33
16,67
33,33
60
30
19
32
3,13
15,63
31,25
64
32
20
34
2,94
14,71
29,41
68
34
21
36
2,78
13,89
27,78
72
36
22
38
2,63
13,16
26,32
76
38
23
40
2,50
12,50
25,00
80
40
24
42
2,38
11,90
23,81
84
42
25
44
2,27
11,36
22,73
88
44
26
46
2,17
10,87
21,74
92
46
27
48
2,08
10,42
20,83
96
48
28
50
2,00
10,00
20,00
100
50
29
30
31
50
32
33
45
34
35
36
40
37
38
35
39
40
30
41
42
25
43
44
20
45
46
15
47
48
10
49
50
5
51
52
0
53
0
5
10
15
20
25
30
35
54
55
U [V]
56
57
Abbildung 9 :
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
40
45
50
Verlustleistungshyperbel, Lösung LibreOce
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5.
Drucken Sie Ihre Lösung aus. Bestimmen Sie danach grasch (also
durch Einzeichnen mit Lineal und Stift) die max. Strom- und
Spannungsbelastbarkeit für den Widerstand 1 kΩ / 0,5 W.
[2]
Lösung: keine
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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6.
Vergleichen Sie das Ergebnis der graschen Lösung der Strom- und
Spannungsbelastbarkeit mit einer rechnerischen Lösung.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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12. Januar 2016
[4]
97 / 122
Lösung:
Ansatz für die max. Spannungsbelastbarkeit:
P =U ∗I
U
I=
R
U
P=
R
2
√
U = P ∗R =
r
0,5
VA ∗ 1000
V
A
= 22,4V
Ansatz für die max. Strombelastbarkeit:
P =U ∗I
U =R ∗I
P =I ∗R
r
r
P
0,5VA A
I=
=
= 22,3mA
2
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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12. Januar 2016
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Lösung:
Ansatz für die max. Spannungsbelastbarkeit:
P =U ∗I
U
I=
R
U
P=
R
2
√
U = P ∗R =
r
0,5
VA ∗ 1000
V
A
= 22,4V
Ansatz für die max. Strombelastbarkeit:
P =U ∗I
U =R ∗I
P =I ∗R
r
r
P
0,5VA A
I=
=
= 22,3mA
2
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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7. Zusatzaufgabe:
Wiederholen Sie die Berechnung der max. Strom- und
Spannungsbelastbarkeit für den Widerstand 100 Ω / 1 W und
vergleichen Sie mit der graschen Lösung.
Bewertung:
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23
-
21
2
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3
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0
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LF
12.1.2016
1.8 Grundstromkreis
BSZ III Chz. Herr Fischer
Musterlösung
Zugelassene Hilfsmittel: alle;
Vorgesehene Bearbeitungszeit:
2 * 45 min
Diese Übung ist alternativ beim Thema Tabellenkalkulation oder
beim Thema Gnuplot zu lösen - oder zwei Mal.
Ziel:
Vertiefung Kenntnisse Gnuplot bzw. Tabellenkalkulation;
Wiederholung - Grundlagenwissen Elektrotechnik Grundstromkreis.
Notwendige Vorkenntnisse:
1
Grundstromkreis
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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1.
Skizzieren Sie auf Papier wiederholend die Schaltung zum
Grundstromkreis. Beschriften Sie die folgenden Elemente in der
Schaltung:
Urspannung
U
0
Innenwiderstand
RI
Auÿen- oder Lastwiderstand
RL
Klemmen bzw. Klemmspannung
Strom
I
UK
[5]
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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Lösung:
I
Ui
Ri
RA
U
A
UB
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102 / 122
2.
Notieren Sie eine Formel
UK
= f (RL )
U
(
0
und
RI
sind Konstanten.)
[1]
Lösung:
UK
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
=
U ∗ RL
(Spannungsteiler )
RI + RL
0
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(1)
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3.
Notieren Sie eine Formel
I
= f (RL )
U
(
0
und
RI
sind Konstanten.) [1]
Lösung:
I
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
=
U
0
(2)
R I + RL
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104 / 122
4.
Entwickeln Sie eine Formel
PL = f (RL ) (U
0
und
RI
sind Konstanten.)
[3]
Lösung:
PL = UK ∗ I
UK
=
(3)
U ∗ RL
(Spannungsteiler )
RI + RL
0
I
=
U
0
(4)
(5)
R I + RL
4 und 5 in 3:
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PL =
U ∗ RL U ∗ RL
∗
R I + RL RI + RL
(6)
U ∗ RL
( RI + R L )
(7)
0
PL =
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0
2
0
2
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5.
Gegeben sei eine Spannungsquelle mit einem Innenwiderstand von
3 Ω und einer Urspannung von 1,5 V. Schreiben Sie ein
Gnuplot-Programm ODER erstellen Sie eine Tabellenkalkulation in
UK = f (RL ); I = f (RL );
PL = f (RL ) in je einem Diagramm im Bereich 0 ≤ RL ≤ 15Ω
LibreOce, das/die die Funktionen
darstellt.
Nur für Tabellenkalkulation: Laden Sie Ihre Lösung im
.ods-Format
in den Oce-Kurs von Moodle.
Nur für Gnuplot: Lassen Sie die drei Diagramme in drei
Grundstromkreis1, Grundstromkreis2
Grundstromkreis3 erzeugen, Laden Sie die Diagramme und
Ausgabedateien
den
Gnuplot-Quellcode in den Gnuplot-Kurs bei Moodle.
[8]
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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0
1
2
3
Je 1 Pkt für Berechnung der Spalten
Berechnung Spalte
UK
und
I ; 3 Punkte für
PL . Je 1 Pkt auf die Diagramme.
Lösung für Gnuplot:
(Zeile 28 ergibt sich aus Formel 7).
Listing 2 :
set
set
set
set
Grundstromkreis1.gnuplot
terminal pdf enhanced font " ,20"
output " Grundstromkreis1 . pdf "
zeroaxis
key left
# Raster
set grid
set xtics 3
# Fontcodierung f ü r Postscript
# set encoding utf8
set xrange [0:15]
Ri = 3
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0
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2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
2
3
4
U0 = 1.5
# Formel f ü r P_L , x enth ä lt den Parameter R_L :
f ( x ) = ( x * U0 **2 ) / ( ( Ri + x ) **2 )
# Formel Klemmspannung :
g ( x ) = U0 * x / ( Ri + x )
# Formel Strom :
h ( x ) = U0 / ( Ri + x )
set xlabel " R_L "
# alle drei ausgben :
set ylabel " P_L "
# ein Pfeil an den entscheidenden Punkt :
set arrow 1 from 3 ,0.14 to 3 ,.18
set label 1 " R_L = R_i " at 3 ,0.15 right
plot f ( x ) title " P_L "
set output " Grundstromkreis2 . pdf "
set ylabel " U_K "
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7
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0
1
2
3
4
set ytics 0.15
plot g ( x ) title " U_K "
set output " Grundstromkreis3 . pdf "
set ylabel " I "
set ytics 0.05
plot h ( x ) title " I "
set output " Grundstromkreis4 . pdf "
plot " GrundstromkreisWenig . dat " using 1:2\
smooth unique title " P_L , unique " ,\
f ( x ) title " P_L theoretisch "
set output " Grundstromkreis5 . pdf "
plot " GrundstromkreisWenig . dat " using 1:2:(5.0) \
smooth acsplines title " P_L , mit acsplines y
approximierte Kurve "\
with linespoints pointtype 2 pointsize 1 ,\
f ( x ) title " P_L theoretisch "
# Erg ä nzung f ü r die Flie ÿ igen , P_I ausgeben :
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0
# Formel f ü r P_I , x enth ä lt den Parameter R_L :
set output " Grundstromkreis6 . pdf "
i ( x ) = ( Ri * U0 **2 ) / ( ( Ri + x ) **2 )
unset arrow 1
unset label 1
plot i ( x ) title " P_I "
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PL
0.2
0.18 PL
0.16
0.14 RL=Ri
0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
0
3
6
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12
RL
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UK
1.35
1.2 UK
1.05
0.9
0.75
0.6
0.45
0.3
0.15 RL=Ri
0
0
3
6
9
12
RL
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I
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
I
RL=Ri
0
3
6
9
12
RL
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Lösung für Tabellenkalkulation:
Zelle B6 (Leistung) ergibt sich aus Formel 7:
=A6*POTENZ($D$3;2)/POTENZ(($D$2+A6);2)
Alternativ kann man die berechneten Werte der Spalten C (für
D (für
UK ) zur Berechnung der Leistung heran ziehen:
I ) und
=C6*D6
Zelle C6 (Strom) ergibt sich aus Formel 2:
=$D$3/($D$2+A6)*1000
Zelle D6 (Klemmspannung) ergibt sich aus Formel 1:
=D$3*A6/(D$2+A6)
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Rl [Ω] Pl [mW]
0
0,0
1 140,6
2 180,0
3 187,5
4 183,7
5 175,8
6 166,7
7 157,5
8 148,8
9 140,6
10 133,1
11 126,3
12 120,0
13 114,3
14 109,0
15 104,2
3 Ohm
1,5 Volt
I [mA] UK [V]
500,0
0
375,0 0,38
300,0
0,6
250,0 0,75
214,3 0,86
187,5 0,94
166,7
1
150,0 1,05
136,4 1,09
125,0 1,13
115,4 1,15
107,1 1,18
100,0
1,2
93,8 1,22
88,2 1,24
83,3 1,25
Grundstromkreis
200,0
150,0
P [mW]
Ri=
U0=
100,0
50,0
0,0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15
8
9 10 11 12 13 14 15
Ri [Ohm]
600,0
500,0
I [A]
400,0
300,0
200,0
100,0
0,0
0
1
2
3
4
5
6
7
1,4
1,2
Uk [V]
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
Abbildung 10 :
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15
Grundstromkreis, Tabellenkalkulation
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6.
Bestimmen Sie grasch den Punkt im Diagramm
P = f (RL ), bei dem
die Leistungsabgabe optimal ist. Vergleichen Sie diesen Punkt mit
dem Wert für den Innenwiderstand
RI . Markieren Sie diesen Punkt
mit einem Pfeil im Diagramm und beschriften Sie den Pfeil geeignet.
[3]
Lösung:
Code für Gnuplot in Listung 2 auf Seite 140.
Ansicht, Symbolleisten, Zeichnen, im Fuÿbereich erscheinen u.A.
Pfeilsymbole, dort den geeigneten Pfeil auswählen. Im
Tabellenbereich, nicht im Diagrammbereich, klicken und ziehen
um die Gröÿe zu bestimmen. Nur klicken genügt nicht. Dann
RMT, Anordnung, ganz nach vorn, dann auf das Diagramm
verschieben. Textfeld identisch.
Lösung für Tabellenkalkulation in Abb. 10 auf der vorherigen Seite.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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7.
Bestimmen Sie grasch den Punkt im Diagramm
P = f (RL ), bei dem
die Leistungsabgabe optimal ist. Vergleichen Sie diesen Punkt mit
dem Wert für den Innenwiderstand
RI . Markieren Sie diesen Punkt
mit einem Pfeil im Diagramm und beschriften Sie den Pfeil geeignet.
[3]
Lösung:
Code für Gnuplot in Listung 2 auf Seite 140.
Ansicht, Symbolleisten, Zeichnen, im Fuÿbereich erscheinen u.A.
Pfeilsymbole, dort den geeigneten Pfeil auswählen. Im
Tabellenbereich, nicht im Diagrammbereich, klicken und ziehen
um die Gröÿe zu bestimmen. Nur klicken genügt nicht. Dann
RMT, Anordnung, ganz nach vorn, dann auf das Diagramm
verschieben. Textfeld identisch.
Lösung für Tabellenkalkulation in Abb. 10 auf Seite 148.
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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8.
Bestimmen Sie zusätzlich die Verlustleistung am Innenwiderstand mit
der Funktion
PI
= f (RL ).
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[3]
12. Januar 2016
118 / 122
I
Lösung:
0.75
0.7
0.65
0.6
0.55
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
PI
0
3
6
9
12
RL
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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119 / 122
Bewertung:
1
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-
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18
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13
5
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-
8
6
7
-
0
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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Teil 4: Grundlagen Elektrotechnik
Vorkurs Fachschule Elektrotechnik
Kapitel 1: Ohmscher Widerstand
12.1.2016
BSZ III Chz. Herr Fischer
1.1 Übung Reihen- und Parallelschaltung
Musterlösung
Berechnen Sie jeweils den Gesamtwiderstand in Reihen- und in
Parallelschaltung:
Lösung:
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121 / 122
R1
R2
R3
R1+R2+R3
R1 // R2 // R3
500Ω
500Ω
-
1 kΩ
250
Ω
1000Ω
250Ω
7kΩ
8,25k
Ω
194
Ω
20Ω
600MΩ
-
600M
Ω
20
700Ω
290Ω
-
990
100Ω
7,8kΩ
-
7,9k
22,7MΩ
560kΩ
-
23,3M
270Ω
390Ω
2,75kΩ
3,41k
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
Ω
Ω
205
Ω
98,7
Ω
Ω
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Ω
Ω
546 kΩ
151
Ω
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121 / 122
12.1.2016
BSZ III Chz. Herr Fischer
1.2 Übung Gemischtschaltung von Widerständen
Musterlösung
Berechnen Sie die Ersatzwiderstände. Ergebnisse sind 3-stellig zu
runden!
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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121 / 122
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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R1
R2
7,8
Ω
Ω
kΩ
560
Ω
100
680
80
R3
Ω
R4
200
Ω
a
b
c
d
e
0,7 kΩ
1,2 kΩ
560 kΩ
0,52
91
Ω
2,2 kΩ
270
Ω
MΩ
270
Ω
220
Ω
1 kΩ
Lösung:
RGes = (R //R + R )//R
B RGes = R //R //R //R
C RGes = R //(R + R )
D RGes = R + R + R + R
E RGes = R //(R + R )//R
A
1
1
2
2
3
3
4
1
3
4
1
2
3
2
3
1
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
4
4
4
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121 / 122
R1
100
680
R2
Ω
Ω
80
R3
Ω
R4
200
Ω
1,2 k
Ω
560
a
b
Ω
2,19kΩ
34,6
181
2,2
Ω
kΩ
270
Ω
261
0,7 k
362
Ω
Ω
67,5
Ω
c
d
Ω
679 Ω
1,08k
66,6
564
519
Ω
Ω
261
Ω
207
Ω
90
Ω
Ω
k
Ω
7,8 k
0,52M
Ω
91
e
Ω
k
Ω
Ω
345
Ω
528
Ω
k
560
Ω
270
Ω
220
Ω
Ω
1 k
287
Ω
90,6
Ω
384
Ω
Ω
2,05k
1.2.1 Übung unbelasteter Spannungsteiler
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
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121 / 122
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Berechnen Sie die fehlenden Werte in der Tabelle.
UGes
U1
U2
10V
6V
R1
R2
750Ω
250Ω
600Ω
20mV
0,8V
10Ω
300kΩ
1,6kΩ
3,2kΩ
6kΩ
8V
1800Ω
16kΩ
0,024MΩ
2,4V
18V
5V
5V
I
40Ω
2V
3V
12V
R1+R2
90Ω
1,8kΩ
600Ω
0,1MΩ
350Ω
0,7V
220V
6,6kΩ
20V
1.2.2 Lösung
U
1
= UGes ∗
R
R
1
= 7,5V
1
+R
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
(Spannungsteiler)
2
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U = UGes − U
RGes = R + R
2
1
U
R
1
2
= 2,5V
= 1k Ω
2
= UGes − U = 4V
1
= (R + R ) ∗
1
1
2
(Maschensatz)
U
UGes
Jörg Fischer (BSZ III Chz.)
1
(Maschensatz)
(Spannungsteiler)
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UGes
U1
U2
R1
R2
R1+R2
I
10V
7,5V
2,5V
750Ω
250Ω
1kΩ
10mA
6V
2V
4V
20Ω
40Ω
60Ω
0,1A
9V
6V
3V
1,2kΩ
600Ω
1800Ω
5mA
600,02V 20mV
600V
10Ω
300kΩ
300,01k
2mA
1,2V
0,4V
0,8V
1,6kΩ
3,2kΩ
4,8kΩ
250
8V
5V
3V
10kΩ
6kΩ
16kΩ
500
12V
2,4V
9,6V
4,8kΩ
19,2kΩ
0,024MΩ 500
18,9V
0,947V
18V
90Ω
1,71kΩ
1,8kΩ
10,5mA
5V
30mV
4,97V
600Ω
99,4kΩ
0,1MΩ
50
5V
0,7V
4,3V
350Ω
2,15kΩ
2,5kΩ
2mA
220V
200V
20V
6kΩ
600Ω
6,6kΩ
33,3mA
µA
µA
µA
µA
1.2.3 Übung belasteter Spannungsteiler
1. RET 60/1
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Ein belasteter Spannungsteiler hat R1 = 100
RL = 50
Ωund
Ω,
R2 = 35
Ω,
U = 30V. Berechnen Sie U2 und IL.
geg.:
R1
=
Ω;
100
RL = 50
ges.:
ΩU
R2
=
35Ω,
= 30 V
U2 ; I L
Lsg.:
R ∗ RL 35Ω ∗ 50Ω
=
= 20,6Ω
R + RL 35Ω + 50Ω
30V ∗ 20,6Ω
U ∗R L
U =
=
= 5,12V
R + R L 100Ω + 20,6Ω
U 5,12V
IL = =
= 102mA
RL
50Ω
Rl=
2
2
2
2
2
1
2
2
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2. RET 60/3
Ein Spannungsteiler mit dem Gesamtwiderstand 280Ωliegt an 230V.
Er soll so eingestellt werden, dass sich die Widerstände R1 und R2
wie 3:1 verhalten. Berechnen Sie a) die Teilwiderstände, b) die
Spannung an R2 beim unbelasteten Spannungsteiler, c) die Spannung
bei Belastung mit RL = 200Ω, d) den Querstrom, e) den Laststrom.
geg.:
RGes = 280
R1
R2
=
ges.:
3
1
; RL
Ω; UGes = 230 V;
= 200 Ω
R1; R2; UR2; URL; IL; IQ
Lsg.:
R
1
=
280Ω
4
∗3
= 210Ω
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R
2
=
280Ω
∗1
4
= 70Ω
R ∗ U 70Ω ∗ 230V
=
R +R
280Ω
R L = R //RL = 51,85Ω
U
2
2
=
1
2
= 57,5V
2
2
R L∗U
= 45,5V
R +R L
U
Iq = I = L = 0,65A
R
U
IL = L = 0,228A
RL
UL=
2
2
1
2
2
2
2
2
3. RET 60/4
Der Spannungsteiler (Abb. 11) hat die Widerstände R1=820Ω,
R2=390Ω, RL1=1,2kΩ, RL2=2,2kΩund liegt an einer Spannung von
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6V. Wie groÿ ist die Spannung an R2 für die Potentiometerstellungen
A und E?
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geg.:
R1=820Ω;
R2=390Ω;
RL1=1,2kΩ;
RL2=2,2kΩ;
U=6V
ges.:
UR2A; UR2E
Lsg.:
U
Uges
2
U
2
=
R
R
1
//RL //RL
+ R //RL //RL
= Uges ∗
2
1
2
2
R
R
1
1
mit
RL
2
=2,2kΩ
2
//RL //RL
= 1,44V
+ R //RL //RL
2
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1
2
2
1
2
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Wenn RL2 in Stellung E ist, wird RL2=0Ω, damit ist Kurzschluÿ am
Ausgang und U2=0V. (Oder in obige Formel einsetzen ...)
1.3 Weitere Übungsaufgaben zu Strom und
Spannung in gemischen Schaltungen
4. RET 53/2
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Drei Widerstände sind nach Abb 12 auf der vorherigen Seite
geschalten. Berechnen Sie den Ersatzwiderstand, die Ströme I1 und I2
alle Teilspannungen und die Gesamtspannung.
geg.:
Ω; R 2 =
Ω; I3 = 2 A
R1 = 70
R3 = 25
ges.:
100
Ω;
RGes; I1; I2; U1; U23; UGes
Lsg.:
RGes = R
U
23
1
+ R //R = 70Ω + 100Ω//25Ω = 90Ω
2
3
= R ∗ I = 25 VA ∗ 2A = 50V
3
3
U
50V ∗ A
=
= 0,5A
R
100V
I = I + I = 0,5A + 2A = 2,5A
I
2
23
=
2
1
2
3
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U = R ∗ I = 70 VA ∗ 2,5A = 175V
UGes = U + U = 175V + 50V = 225V
1
1
1
1
23
5. RET 54/4
Über den parallel geschaltenen Widerständen R1 = 40
R2 = 120
Ωliegt
Ωund
eine Spannung von 150 V an. Dazu liegt in Reihe
der Widerstand R3 = 18
Ω.
a) Skizzieren Sie die Schaltung. b)
Berechnen Sie den Ersatzwiderstand, c) die Teilströme, d) den
Gesamtstrom e) die Spannung an R3 und f ) die Gesamtspannung.
geg.:
R1 = 40
Ω;
R2 = 120
U = 150 V; R3 = 18
ges.:
Ω;
Ω
Schaltungsskizze, RGes; I1; I2;
I3; IGes; U3; UGes
Lsg.:
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RGes = R //R + R = 40Ω//120Ω + 18Ω = 48Ω
U 150V ∗ A
I = =
= 3,75A
R
40V
U 150V ∗ A
I = =
= 1,25A
R
120V
I = IGes = I + I = 3,75A + 1,25A = 5A
1
2
3
1
1
1
2
2
2
3
1
2
U = R ∗ I = 18 VA ∗ 5A = 90V
UGes = U + U = 150V + 90V
3
3
3
12
3
= 240V
6. RET 54/6
Die Widerstände R1 = 5,6 kΩund R2 = 4,7 kΩsind parallel geschaltet
und liegen in Reihe zu den parallel geschalteten Widerständen
R3 = 1,2 kΩund R4 = 1,8 kΩ. Die Spannung an R1 beträgt 3,7 V. a)
Zeichnen Sie die Schaltung. Berechnen Sie b) den Ersatzwiderstand,
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c) die Spannung an R4, d) alle Teilströme, e) den Gesamtstrom und
f ) die Gesamtspannung.
geg.:
R1 = 5,6 kΩ; R2 = 4,7 kΩ;
R3 = 1,2 kΩ; R4 = 1,8 kΩ;
U1 = 3,7 V
ges.:
Schaltungsskizze,
RGes;
U4;
I1; I2; I3; I4; IGes; UGes
Lsg.:
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RGes = R
U
R
U
I =
R
IGes = I
I
1
=
1
1
2
2
2
1
1
//R +R //R = 5,6k Ω//4,7k Ω+1,2k Ω//1,8k Ω = 3,28k Ω
2
3
4
V
= 0,661mA
5,6k Ω
3,7V
=
= 0,787mA
4,7k Ω
+ I = 1,45mA
=
3,7
2
Der Gesamtstrom muÿ durch die Parallelschaltung R34, also gilt:
U
= U = (R //R ) ∗ IGes = (1,2k Ω//1,8k Ω) ∗ 1,45mA =
720Ω ∗ 1,45mA = 1,04V
3
4
U
R
U
I =
R
I
3
=
3
3
4
4
4
3
V
1,2k Ω
1,04V
=
1,8k Ω
=
1,04
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= 0,87mA
= 0,58mA
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UGes = U
12
+U
34
= 3,7V + 1,04V = 4,74V
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7. RET 54/8
Vier Widerstände sind nach Abb. 15 auf der vorherigen Seite
geschalten. Bestimmen Sie alle Ströme, Spannungen und
Widerstände.
geg.:
R1 = 150
Ω;
I1 = 0,2 A;
U2 = 20 V; R3 = 220 Ohm;
R4 = 470 Ohm.
ges.:
Alle Ströme, Spannungen und
Widerstände
Lsg.:
I
= I = 0,2A
2
1
R
2
=
U
I
2
2
=
V
= 100Ω
0,2A
20
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U
U
1
3
= R ∗ I = 150 VA ∗ 0,2A = 30V
1
= U = U + U = 30V + 20V = 50V
4
U
R
U
I =
R
IGes = I
I
3
1
=
3
3
4
4
4
1
2
V ∗A
= 0,22A
220V
50V ∗ A
=
= 0,106A
470V
+ I + I = 0,2A + 0,22A + 0,106A = 0,526A
=
12
50
3
4
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8. RET 54/12
Sechs Widerstände von je 2 kΩsind nach Abb. 16 auf der vorherigen
Seite geschalten. Berechnen Sie den Ersatzwiderstand.
geg.:
R = 6 * 2 kΩ
ges.:
RGes
Lsg.:
RGes = R
1
// (R + R //(R + R //R )) = 1,23k Ω
4
2
3
5
6
9. RET 54/13
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Sechs Widerstände sind nach Abb. 17 auf der vorherigen Seite
geschalten. Berechnen Sie a) die Gesamtspannung, b) die Spannung
an R5 und c) den Strom durch den Widerstand R4.
geg.:
R1 = 60
R3 = 50
R5 = 100
ges.:
Ω; R2 = 200 Ω;
Ω; R4 = 80 Ω;
Ω; R6 = 120 Ω;
UGes; U5; I4
Lsg.:
U
U
5
U
23
1
= R ∗ I = 60 VA ∗ 1,5A = 90V
1
=U
1
456
= (R //R //R ) ∗ I = 32,4 VA ∗ 1,5A = 48,7V
4
5
6
1
= (R //R ) ∗ I = 40 VA ∗ 1,5A = 60V
2
3
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1
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V ∗A
= 0,608A
80V
UGes = U + U + U = 90V + 60V + 48,7V
I
4
=
U
R
4
=
48,7
4
1
23
456
= 198,7V
10.
Gegeben sei die Schaltung nach Abb. 18 auf der nächsten Seite:
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Berechnen Sie alle Ströme und Spannungen. Lösungshinweis:
U3 = 0,5V ; U4 = 0,95V . Benutzen Sie NICHT diese Zwischenergebnisse, um
rückwärts die anderen Ströme und Spannungen zu ermitteln. Sie sollen nur die
Möglichkeit haben, die Richtigkeit ihrer Rechnung zu vergleichen!!
Lösung:
Rges = (R
Iges = I
6
U
U
1
=
+ R + R ) k (R + R ) + R = 1k Ω
2
Uges
Rges
3
4
5
6
= 10mA
= R ∗ I = 9V
6
6
12345
6
= Uges − U
6
(Maschensatz!)
U
= 5mA
R +R
I = Iges − I (Knotenpunktsatz)
I = I = I = 5mA
I
45
12345
=
4
5
123
1
45
2
3
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U
1
= I ∗ R = 0,15V
U
2
= I ∗ R = 0,35V
U
3
= I ∗ R = 0,5V
U
4
= I ∗ R = 0,95V
U
5
= I ∗ R = 0,05V = 50mV
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
11.
Eine Glühbirne trägt die Aufschrift 12V/100mA. Die Glühbirne soll an
einer Spannung von 24V mit ihrer Nennspannung von 12V betrieben
werden. Berechnen Sie einen in Reihe zur Glühbirne liegenden
Widerstand, um diese Forderung zu erfüllen.
Lösungshinweis: Es ist einfacher, wenn Sie sich den Sachverhalt zunächst in
einem Stromlaufplan aufzeichnen. Das Ergebnis ist 120
Ω.
Lösung
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1.
12V/100mA heiÿt, daÿ wenn an die Glühbirne 12V angelegt werden,
diese einen Strom von 100mA zieht. Nach dem Ohmschen Gesetz ist
daraus der Umkehrschluÿ zulässig, daÿ, wenn durch die Glühbirne
100mA ieÿen, über ihr eine Spannung von 12V abfällt.
(
I
= UR ; U = R ∗ I ).
2.
Nach dem Maschensatz müssen über dem Vorwiderstand die
restlichen 12V abfallen, die an der Glühbirne nicht gebraucht werden.
Der Vorwiderstand ist also so zu dimensionieren, daÿ bei 100mA über
ihm 12V Spannung abfallen:
R=
Uges − UGluehbirne
IGluehbirne
=
V − 12V
100mA
24
= 120Ω
12. RET 55/17
Den menschlichen Körper kann man vereinfacht als gemischte
Schaltung von Widerständen (Abb. 19) betrachten. Berechnen Sie,
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welcher Strom bei einer Berührungsspannung von 50 V durch den
menschlichen Körper ieÿt, wenn er mit den Punkten a) A-C, b)
B-D, c) A-D und d) A-D an Spannung gerät. (R1=480Ω, R2=35Ω,
R3=35Ω, R4=40Ω, R5=120Ω, R6=120Ω, R7=460Ω, R8=20Ω,
R9=800Ω, R10=850Ω)
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RGes = R + (R + R )//(R + R ) + R = 994Ω
U 50V
I= =
= 50,3mA
R 994Ω
b) RGes = R + (R + R )//(R + R ) + R + R = 987,5Ω
U
50V
I= =
= 50,6mA
R 987,5Ω
c) RGes = R + (R + R + R )//R + R + R = 1423Ω
U
50V
I= =
= 35,1mA
R 1423Ω
d) RGes = R + R //(R + R + R ) + R = 551Ω
a)
1
2
3
5
6
7
4
2
5
3
6
8
1
2
3
1
2
5
6
6
5
3
8
4
10
10
I
=
U
R
=
50
V
551Ω
= 90,7mA
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Teil 5: Die Online-Lernplattform Moodle
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