Tabellenbuch Elektrotechnik - Microsoft · Format (B x L): 15,2 x 21,5 cm Gewicht: 711 g Weitere Fachgebiete > Technik > Technik Allgemein > Technik: Berufe & Ausbildung schnell und

Tabellenbuch Elektrotechnik

Tabellen - Formeln - Normenanwendungen

Bearbeitet vonHeinz O. Häberle, Gregor Häberle, Hans Walter Jöckel, Rudolf Krall, Bernd Schiemann, Siegfried Schmitt,

Klaus Tkotz

1. Auflage 2015. Taschenbuch. 536 S. PaperbackISBN 978 3 8085 3228 7

Format (B x L): 15,2 x 21,5 cmGewicht: 711 g

Weitere Fachgebiete > Technik > Technik Allgemein > Technik: Berufe & Ausbildung

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Tabellenbuch Elektrotechnik

EUROPA-FACHBUCHRE IHEfür elektrotechnische, elektronische,mechatronische und informations-technische Berufe

VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL · Nourney, Vollmer GmbH & Co. KGDüsselberger Straße 23 · 42781 Haan-Gruiten

Europa-Nr.: 30103Europa-Nr.: 30160 XXL, mit CD

Bearbeitet von Lehrern und Ingenieuren an beruflichen Schulenund Produktionsstätten (siehe Rückseite)

26. neu bearbeitete Auflage

Tabellen Formeln Normenanwendung

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Autoren des Tabellenbuchs Elektrotechnik:

Häberle, Gregor Dr.-Ing., Abteilungsleiter Tettnang

Häberle, Heinz Dipl.-Gewerbelehrer, VDE Kressbronn

Jöckel, Hans-Walter Dipl.-Ing. (FH), Oberstudienrat Friedrichshafen

Krall, Rudolf Dipl.-Päd. Ing., Berufsschuloberlehrer St. Leonhard

Schiemann, Bernd Dipl.-Ing. Durbach

Schmitt, Siegfried staatl. gepr. Techniker, Techn. Oberlehrer Bad Bergzabern

Tkotz, Klaus Dipl.-Ing. (FH) Kronach

Leitung des Arbeitskreises:Dr.-Ing. Häberle, Tettnang

Bildbearbeitung:Zeichenbüro des Verlags Europa-Lehrmittel, Ostfilder-

Auszüge aus DIN-Normen und VDE-Klassikfikation sind für die angemeldete limitierte Auf-lage wiedergegebenmit Genehmigung 112.014 des DIN Deutsches Institut für Normung e.V.und des VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. Für weitereWiedergaben oder Auflagen ist eine gesonderte Genehmigung erforderlich.

Maßgebend für das Anwenden der Normen sind deren Fassungen mit dem neuesten Aus-gabedatum, die bei der VDE-VERLAG GmbH, Bismarckstr. 33, 10625 Berlin,www.vde-verlag.de, erhältlich sind.

26. Auflage 2015

Druck 5 4 3 2 1Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die Behebung von Druckfehlern unter-einander unverändert sind.

ISBN 978-3-8085-3228-7ISBN 978-3-8085-3229-4 XXL, mit CD

Umschlaggestaltung: braunwerbeagentur, 42477 Radevormwaldunter Verwendung eines Fotos der Bilddatenbankwww.fotolia.de : © erdquadrat-fotolia.com

Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlichgeregelten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden.

© 2015 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 42781 Haan-Gruitenhttp://www.europa-lehrmittel.deSatz: Tutte Druckerei & Verlagsservice GmbH, 94121 SalzwegDruck: B.o.s.s Medien GmbH, 47574 Goch

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MATHEMATIK, PHYSIK, SCHALTUNGS-THEORIE, BAUELEMENTE 11 … 66 GG

TECHNISCHE DOKUMENTATION,MESSEN 67 … 120TTMM

ELEKTRISCHE INSTALLATION121 … 198 EEII

SICHERHEIT, ENERGIEVERSORGUNG199 … 286 SSEE

INFORMATIONS- UND KOMMUNIKA-TIONSTECHNISCHE SYSTEME

287 … 334IIKK

AUTOMATISIERUNGS- UND ANTRIEBS-SYSTEME, STEUERN UND REGELN

335 … 424AASS

WERKSTOFFE, VERBINDUNGSTECHNIK425 … 458 WW

BETRIEB UND SEIN UMFELD,UMWELTTECHNIK, ANHANG

459 … 536BBUU

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Vorwort zur 26. Auflage

Die Weiterentwicklungen der Technik und der Lernorganisationen führte schon in der 25. Auflage zu einer Über-arbeitung und Erweiterung des Buches. Neue und aktualisierte Inhalte der 25. und 26. Auflage sind nachstehendkursiv (schräg) gedruckt.

Normänderungen wurden übernommen, z. B. bei den Begriffen nach DIN VDE 0100-200. Allgemein ist zubeachten, dass vielfach die Normen verschiedene Formen zulassen, z. B. in DIN EN 61082 (Dokumente derElektrotechnik, Regeln) Stromverzweigung mit oder ohne „Punkt“. Davon wurde, wie in der beruflichen Praxis,auch im Buch Gebrauch gemacht.

Verlag und Autoren danken für die zahlreichen Benutzerhinweise, die zu einer weiteren Verbesserung desBuches führten. Gerne nehmen wir auch künftig konstruktive Verbesserungsvorschläge dankbar entgegen. Die-se können auch mit E-Mail an [email protected] gerichtet sein.

Winter 2014/2015 Der Autoren-Arbeitskreis

• Teil MMathematik,Physik,Schaltungstheorie,Bauelemente

Formelzeichen, Größen und Einheiten, mathematische Zeichen, Potenzen, Vorsätze, loga-rithmisches Maß Dezibel, Kraft, Kraftmoment, Arbeit, Leistung, Wärme, Ladung, Span-nung, Stromstärke, Widerstand, Felder, Wechselgrößen, Schalten von Kondensatorenund Spulen, Drehstrom, Dioden, Transistoren, IGBTs, Thyristoren, magnetfeldabhängigeund fotoelektronische Bauelemente.

• Teil TMTechnischeDokumentation,Messen

Technisches Zeichnen, Maßeintragung, Schaltpläne, Schaltzeichen, Vergleich von Schalt-zeichen, Zweirichtungszähler, Funksteuerempfänger, Erstellen einer Betriebsanleitung.Messgeräte und Messwerke, Messkategorien,Messen in elektrischen Anlagen, Elektrizi-tätszähler, Oszilloskope, Messen mit Sensoren.

• Teil EIElektrischeInstallation

Arbeiten in elektrischen Anlagen, Leitungsverlegung, Leitungsführung, Installationsschal-tungen, Sprechanlagen, Dimmertypen, Elektroinstallation mit Niedervolt-Halogenlampen,feldarme Elektroinstallation, Gebäudeleittechnik und Gebäudesystemtechnik, Projektie-rung beim KNX, Hausanschluss, Fundamenterder, Hausinstallationen, Leitungsberech-nung, Strombelastbarkeit von Kabeln, Lichttechnik, Beleuchtungstechnik, LED-Leucht-mittel.

• Teil SESicherheit,Energieversorgung

Erste Hilfe, Arbeitsschutz, Arbeitssicherheit, Zeichen zur Unfallverhütung, Differenzstrom-geräte, Basisschutz, Fehlerschutz, zusätzlicher Schutz, Leiter für die Schutzmaßnahmen,Kraftwerksarten, Isolierstoffklassen, Transformatoren, Freileitungsnetze, Erdkabel, Eigen-erzeugungsanlagen, intelligente Stromnetze, Brennstoffzellen, Primärelemente, Akkumu-latoren, SSV-Anlagen, elektromagnetische Verträglichkeit EMV, Blitzschutz, Qualität derStromversorgung, Oberschwingungen, Kompensation, Rauchwarnmelder, Brandschutz-schalter, Sicherheitstechnik, Energieeinsparverordnung, Energie-Effizienz, Hausgeräte-technik, Stromtarife.

• Teil IKInformations- undkommunikations-technische Systeme

Zahlensysteme, Codes, Schaltalgebra, Flipflops, DAU, ADU, Modulation und Demodulati-on,Mikrocomputer, Netze der Informationstechnik, Komponenten für Datennetze, Ether-net, Funk-LAN, AS-i-Bussysteme, PROFIBUS, Identifizierungssysteme, Anschluss an dasTelefonnetz, Internet, Antennenanlagen, SAT-Anlagen, Querkommunikation mit Sicher-heitstechnologie.

• Teil ASAutomatisierungs-und Antriebs-systeme, Steuernund Regeln

Stromrichter, Schaltnetzteile, Kippschaltungen, Steuerrelais, SpeicherprogrammierbareSteuerungen SPS,Wortverarbeitung bei SPS, Steuerungstechnik, Hilfsstromkreise,Ablaufsteuerung GRAFCET, Schütze, Motorschutz, elektrische Ausrüstung von Maschi-nen, Regelungstechnik, Drehstrommotoren, Wechselstrommotoren, Gleichstrommotoren,Effizienz von Antrieben, Servomotoren, Kleinstmotoren, Linearantriebe, Planung vonAutomatisierungsanlagen, EU-Maschinenrichtlinie.

• Teil WWerkstoffe,Verbindungstechnik

Periodensystem, Stoffwerte, Stahlnormung, Magnetwerkstoffe, Isolierstoffe, Leitungen,Erdkabel, Steckverbinder, lötfreie Anschlusstechnik, Gewinde, Schrauben und Muttern,Dübel.

• Teil BUBetrieb, Umfeld,Umwelttechnik,Anhang

Organisationsformen, Arbeiten im Team, Arbeitsplanung, Kosten und Kennzahlen, Quali-fikationen der Elektrofachkraft, Durchführung von Projekten, Umgang mit Konflikten,Kommunikation mit Kunden, Umwelttechnische Begriffe, gefährliche Stoffe, Elektro-schrott, Normen, Kurzformen, fachliches Englisch, Sachwortverzeichnis, Firmen undDienststellen.

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Inhaltsverzeichnis Contents

Lernfelder, Prüfungsteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Teil G:Mathematik, Physik, Schaltungstheorie,Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Formelzeichen dieses Buches . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Indizes und Zeichen für Formelzeichen diesesBuches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Internationale Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Größen und Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Mathematische Zeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Potenzen, Vorsätze, Logarithmen, Dreisatz-rechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Logarithmisches Maß Dezibel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Winkel, Winkelfunktionen, Prozentrechnen . . . . . . 20Beziehungen zwischen den Winkelfunktionen . . . . 21Längen und Flächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Körper und Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Masse, Kraft, Druck, Kraftmoment . . . . . . . . . . . . . . 24Bewegungslehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Mechanische Arbeit, mechanische Leistung,Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Übersetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Rollen, Keile, Winden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Wärme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Ladung, Spannung, Stromstärke, Widerstand . . . . 30Elektrische Leistung, elektrische Arbeit . . . . . . . . . . 31Elektrisches Feld, Kondensator . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Wechselgrößen, Wellenlänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Leistung bei Sinuswechselstrom, Impuls . . . . . . . . 34Magnetisches Feld, Spule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Elektrische Feldstärken und magnetische Feld-stärken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Strom im Magnetfeld, Induktion . . . . . . . . . . . . . . . . 37Schaltung von Widerständen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Bezugspfeile, Kirchhoff’sche Regeln, Spannungs-teiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Potenziometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Ersatzspannungsquelle, Ersatzstromquelle,Anpassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Grundschaltungen von Induktivitäten undKapazitäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Schalten von Kondensatoren und Spulen . . . . . . . . 43Reihenschaltung von R, L, C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Parallelschaltung von R, L, C . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Ersatz-Reihenschaltung und Ersatz-Parallel-schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Einfache Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Dreiphasenwechselstrom (Drehstrom) . . . . . . . . . . 48Unsymmetrische Last, Netzwerkumwandlung,Brückenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Widerstände und Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . 50Farbkennzeichnung von Widerständen undKondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Bauarten von Widerständen und Kondensatoren . . 52Anwendungsgruppen und Aufbau vonKondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Halbleiterwiderstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Dioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55IGBTs, Feldeffekttransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Bipolare Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Thyristor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Thyristorarten und Triggerdiode . . . . . . . . . . . . . . . . 59Gleichrichterbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Gehäuseformen von Dioden, Transistoren und ICs 61Magnetfeldabhängige Bauelemente . . . . . . . . . . . . 62Fotoelektronische Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . 63Schutzbeschaltung von Dioden und Transistoren . . 64

Bauelemente für den Überspannungsschutz . . . . . 65Kühlung von Halbleiter-Bauelementen . . . . . . . . . . 66

Teil TM:Technische Dokumentation, Messen . . . . . . . . . . 67

Grafische Darstellung von Kennlinien . . . . . . . . . . . 68Allgemeines technisches Zeichnen . . . . . . . . . . . . . 69Zeichnerische Darstellung von Körpern . . . . . . . . . . 70Maßpfeile, besondere Darstellungen . . . . . . . . . . . . 71Maßeintragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Maßeintragung, Schraffur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Schaltpläne als funktionsbezogene Dokumente . . . 74Weitere funktionsbezogene Dokumente . . . . . . . . . 75Ortsbezogene und verbindungsbezogeneDokumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Kennzeichnung in Schaltplänen . . . . . . . . . . . . . . . . 77Kennbuchstaben der Objekte (Betriebsmittel) . . . . . 78Unterklassen für Aufgaben von Objekten . . . . . . . . 79Kontaktkennzeichnung in Stromlaufplänen . . . . . . . 80Schaltzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Allgemeine Schaltzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82Zusatzschaltzeichen, Schalter in Energieanlagen . . 83Messinstrumente und Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . 84Halbleiterbauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85Binäre Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Analoge Informationsverarbeitung, Zähler undTarifschaltgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88Audioumsetzer, Videoumsetzer und Antennen-anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Schaltzeichen für Installationsschaltpläne undInstallationspläne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90Installationsschaltpläne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Schaltzeichen für Übersichtsschaltpläne . . . . . . . . . 93Spulen, Transformatoren, Transduktor, drehendeGeneratoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Einphasenwechselstrommotoren und Anlasser . . . 95Drehstrommotoren und Anlasser . . . . . . . . . . . . . . . 96Motoren mit Stromrichterspeisung . . . . . . . . . . . . . 97Vergleich von Schaltzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Kurzzeichen an elektrischen Betriebsmitteln . . . . . 100Hydraulische und pneumatische Elemente . . . . . . . 101Symbole der Verfahrenstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . 102Erstellen einer Dokumentation über Geräte undAnlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103Aufbau und Inhalt einer Betriebsanleitung . . . . . . . 104Elektrische Messgeräte und Messwerke . . . . . . . . . 105Piktogramme für die Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . 106Mess-Schaltungen zur Widerstandsbestimmung . . 107Messbereichserweiterung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108Messung in elektrischen Anlagen . . . . . . . . . . . . . . 109Niederspannungs-Schaltungen für Leistungs-messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112Elektrizitätszähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Elektronische kWh-Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Messen mit dem Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116Wegmessung und Winkelmessung mit Sensoren . 117Kraftmessung und Druckmessung mit Sensoren . . 118Bewegungsmessung mit Sensoren . . . . . . . . . . . . . 119Temperaturmessung mit Sensoren . . . . . . . . . . . . . 120

Teil EI:Elektrische Installation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

Qualifikationen für elektrotechnische Arbeiten . . . . 122Arbeiten in elektrischen Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . 123Werkstattausrüstung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124Leitungsverlegung, Leitungsbearbeitung . . . . . . . . 125Ausschaltung, Serienschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . 126

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Wechselschaltung, Kreuzschaltung . . . . . . . . . . . . . 127Reale Ausführung von Installationsschaltungen . . . 128Treppenlichtzeitschalter, Hausklingelanlage mitTüröffner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129Schaltungen mit Stromstoßschaltern . . . . . . . . . . . 130Jalousieschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131Sprechanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133Zweidraht-Türsprechanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Lampenschaltungen mit Dimmern . . . . . . . . . . . . . . 135Tastdimmer, Dimmertypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136Automatikschalter mit Wärmesensor . . . . . . . . . . . . 137Automatikschalter mit Ultraschall-Bewegungs-sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138Elektroinstallation mit Niedervolt-Halogenlampen . 139Feldarme Elektroinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140Gebäudeleittechnik und Gebäudesystemtechnik . . 141Linien und Bereiche des KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . 142Schaltzeichen des KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143Systemkomponenten zum KNX-TP . . . . . . . . . . . . . 144Spezielle Aktoren und Systemgeräte zum KNX-TP . 145Sensoren für den KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146Aktoren für den KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147Installationsbus mit FSK-Steuerung . . . . . . . . . . . . . 148Projektierung und Inbetriebnahme beim KNX . . . . 149LON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151LON-Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152Elektroinstallation mit Funksteuerung . . . . . . . . . . 153LCN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155Hausanschluss mit Schutzpotenzialausgleich . . . . . 156Fundamenterder im Beton oder in Erde . . . . . . . . . 157Hauptleitungen in Wohnanlagen . . . . . . . . . . . . . . . 158Zählerplatzinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159Elektrische Mindestausstattung in Wohngebäuden,Zählerplätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160Leitungsführung in Wohngebäuden . . . . . . . . . . . . . 161Leitungsberechnung ohne Verzweigung . . . . . . . . 162Leitungsberechnung mit Verzweigungen . . . . . . . . 164Überlastschutz und Kurzschlussschutz vonLeitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165Verlegearten für feste Verlegung . . . . . . . . . . . . . . . 166Strombelastbarkeit für Kabel und Leitungen beihU = 25 °C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167Strombelastbarkeit für Kabel und Leitungen beihU = 30 °C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168Strombelastbarkeit von flexiblen oder wärmefestenLeitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169Umrechnungsfaktoren für die Strombelastbarkeit 170Mindest-Leiterquerschnitte, Strombelastbarkeit vonStarkstromkabeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171Überstrom-Schutzeinrichtungen(Niederspannungssicherungen) . . . . . . . . . . . . . . . . 172Überstrom-Schutzeinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . 173Räume mit Badewanne oder Dusche . . . . . . . . . . . . 174Räume und Anlagen besonderer Art, Arbeiten unterSpannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175Saunaanlagen, Schwimmbecken, begehbareBecken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176Elektroinstallation in feuergefährdeten Betriebs-stätten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177Elektroinstallation in landwirtschaftlichenBetrieben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178Elektroinstallation in medizinisch genutztenBereichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179Elektroinstallation in Unterrichtsräumen mitExperimentiereinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181Elektroinstallation in explosionsgefährdetenBereichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182Energieversorgung von Werkstätten undMaschinenhallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183Lichttechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

Planung der Arbeitsstättenbeleuchtung vonInnenräumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185Wartungsfaktoren von Arbeitsstättenbeleuchtung 186Berechnung von Beleuchtungsanlagen . . . . . . . . . . 187Beleuchtung und Blendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188Leuchtstofflampen für 230 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189Glühlampen, Metalldampflampen . . . . . . . . . . . . . . 190Energiesparlampen, Farbwiedergabe . . . . . . . . . . . 191Induktionslampen und Lichtleiter . . . . . . . . . . . . . . . 192Elektronische Vorschaltgeräte EVG für Leuchtstoff-lampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193Schaltungen von Entladungslampen . . . . . . . . . . . . 194LED-Beleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195LED-Leuchtmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196Lichttechnische Daten von Leuchten . . . . . . . . . . . . 197Leuchtröhrenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

Teil SE:Sicherheit, Energieversorgung . . . . . . . . . . . . . . . 199

Erste Hilfe am Arbeitsplatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200Persönliche Schutzausrüstung PSA . . . . . . . . . . . . . 201Zeichen zur Unfallverhütung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202Arbeitsschutz, Arbeitssicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . 206Berührungsarten, Stromgefährdung, Fehlerarten . 207Schutzmaßnahmen, Schutzklassen . . . . . . . . . . . . . 208Verteilungssysteme (Netzformen) . . . . . . . . . . . . . . 209Schutz gegen elektrischen Schlag . . . . . . . . . . . . . . 210Differenzstromgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211Fehlerschutz durch automatische Abschaltung derStromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212Weitere Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214Weiterer Fehlerschutz in fachlich überwachtenAnlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215Leiter für die Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . 216Prüfung der Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . 217Wiederkehrende Prüfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218Instandsetzung, Änderung und Prüfung elektrischerGeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219Transformatoren und Drosselspulen, Prüfung derIsolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221Berechnung von Transformatoren . . . . . . . . . . . . . . 222Weitere Betriebsgrößen von Transformatoren . . . . 223Kleintransformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224Kraftwerksarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225Drehende Generatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226Isolierstoffklassen, Leistungsschilder vonTransformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227Transformatoren für Drehstrom . . . . . . . . . . . . . . . . 228Transformatoren in Parallelbetrieb . . . . . . . . . . . . . . 229Netze der Energietechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230Freileitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231Freileitungsnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232Durchhang von Freileitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233Verlegung von Erdkabeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234Eigenerzeugungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235Vergütung erneuerbarer Energien nach EEG . . . . . 237Windkraftanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238Fotovoltaik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239Fotovoltaikanlagen, PV-Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . 240Intelligente Stromnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241Brennstoffzellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242Schutzarten elektrischer Betriebsmittel . . . . . . . . . . 243Elektrochemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244Primärelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245Akkumulatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246Ladetechniken für Akkumulatoren . . . . . . . . . . . . . . 247Notstromversorgung und Notbeleuchtung . . . . . . 248Sicherheits-Stromversorgungsanlagen(SSV-Anlagen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

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USV-Systeme (Unterbrechungslose Strom-versorgungssysteme) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250Elektromagnetische Verträglichkeit EMV . . . . . . . . . 251Elektromagnetische Störungen EMI . . . . . . . . . . . . . 252Maßnahmen gegen EMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253Innerer Blitzschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254Äußerer Blitzschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255Fangeinrichtungen und Ableitungen . . . . . . . . . . . . 257Qualität der Stromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . 258Oberschwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259Kompensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260Kompensation der Blindleistung . . . . . . . . . . . . . . . 261Überwachung der Endstromkreise . . . . . . . . . . . . . . 263Melde- und Überwachungsanlagen . . . . . . . . . . . . . 264Sicherheitstechnik in Gebäuden . . . . . . . . . . . . . . . . 265Rauchwarnmelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266Brandschutzschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267Gefahrenmeldeanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268Einbruchmeldeanlagen EMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269Videoüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270Temperaturen für Wärmebedarf . . . . . . . . . . . . . . . . 271Energieeinsparverordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272Heizwärmeverbrauch und Energiekennzahl einesEinfamilienhauses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274Raumheizung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275Fußboden- und Deckenheizung . . . . . . . . . . . . . . . . 276Klimatisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277Kochstellen für Elektroherde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278Warmwassergeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279Hausgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280CE-Kennzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281Energieeffizienzklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282Energie-Einsparpotenziale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Wärmepumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285Stromtarife . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

Teil IK:Informations- und kommunikationstechnischeSysteme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

Dualzahlen und Binärcodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288Sedezimalzahlen und Oktalzahlen . . . . . . . . . . . . . . 289ASCII-Code im Unicode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290Binäre Verknüpfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291Schaltalgebra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292Entwicklung von Schaltnetzen . . . . . . . . . . . . . . . . . 293Code-Umsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294Komparatoren und Flipflops . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295Digitale Zähler und Schieberegister . . . . . . . . . . . . . 296DA-Umsetzer und AD-Umsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . 293Modulation und Demodulation . . . . . . . . . . . . . . . . . 298Mikrocomputer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299Bildschirmgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300Schnittstellen und Steckverbinder des PC . . . . . . . . 301Schnittstellenkopplungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302Betriebssysteme Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303Elemente von Windows-Benutzeroberflächen . . . . 304Netze der Informationstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . 305Komponenten für Datennetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306Kommunikation bei Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308Errichten eines Ethernet-Netzwerkes . . . . . . . . . . . . 309Industrial Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310Signalübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311Datenübertragung mittels Funk . . . . . . . . . . . . . . . . 312Funk-LAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313Identifizierungssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314AS-i-Bussystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315Querkommunikation bei Feldbussen . . . . . . . . . . . . 316PROFIBUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317

Fernwirksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318Messumformer und Signalumsetzer für Fernwirk-systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319Programmierbarer Messumformer für Fernwirk-systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320Anschluss an das Telefonnetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321Telekommunikation mit ISDN . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322ISDN und Internet-Telefonie (VoIP) . . . . . . . . . . . . . . 323Internet-Zugänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324Anwendungen des Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325Sichern und Schützen von Daten . . . . . . . . . . . . . . . 326Antennen, Betriebsmittel für Antennanlagen . . . . . 327Satellitenempfang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328SAT-Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329Satellitenantennenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330Digitales Fernsehen über terrestrische Antenne,DVB-T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331Gemeinschaftsantennenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . 332Errichtung von Antennenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . 333Breitbandkommunikationsanlagen (BK-Anlagen) . . 334

Teil AS:Automatisierungs- und Antriebssysteme,Steuern und Regeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335

Verstärker-Grundschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 336Grundlagen des Operationsverstärkers . . . . . . . . . . 337Schaltungen mit Operationsverstärkern . . . . . . . . . 338Aufgaben von Stromrichtern . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340Benennung von Stromrichterschaltungen . . . . . . . . 341Schaltungen für Gleichrichter und Stromrichter . . . 342Wechselwegschaltung, Steuerkennlinie . . . . . . . . . 343Betriebsquadranten bei Antrieben, Linearmotoren 344Halbgesteuerte Stromrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345Vollgesteuerte Stromrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346Wechselrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347Gleichstromsteller, U-Umrichter-Prinzip . . . . . . . . . 348U-Umrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349Ansteuerschaltungen für Halbleiter . . . . . . . . . . . . . 350Glättung und Spannungsstabilisierung . . . . . . . . . . 351Grundlagen der Schaltnetzteile . . . . . . . . . . . . . . . . 352Schaltnetzteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353Schalttransistor und Kippschaltungen . . . . . . . . . . . 354Halbleiterrelais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355Steuerungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356Kleinsteuerung easy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357Kleinsteuerung Logo! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358Struktogramme und Programmablaufpläne . . . . . . 359Speicherprogrammierbare Steuerungen SPS . . . . . 360Signalkopplungen für SPS und Mikrocomputer . . . 361Steueranweisungen für SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362Programmbeispiele für SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364Zähler und Zeitglieder in SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365Programmiersprachen Strukturierter Text ST,Ablaufsprache AS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366Programmstruktur für SPS S7 . . . . . . . . . . . . . . . . . 367Wortverarbeitung bei SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368Ablaufsteuerung mit GRAFCET . . . . . . . . . . . . . . . . 369Alphanumerische Kennzeichnung der Anschlüsse . 366Steuerungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371Elektronische Steuerung von Verbrauchsmitteln . . 372Grenzwerte der Anschlussleistung im öffentlichenNetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373Hilfsstromkreise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen . . . . . 375Architekturen von Steuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . 376

EU-Maschinenrichtlinie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377

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Elektrische Niederspannungsausrüstung vonMaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378Schütze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379Spezielle Schützarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380Kennzeichnung und Antriebe der Schütze . . . . . . . . 381Gebrauchskategorien und Prüfbedingungen vonSchützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382Schützschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383Schützschaltung mit Steuereinrichtung . . . . . . . . . . 385Motorschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386Elektronischer Motorschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387Steuerung durch Motorschalter . . . . . . . . . . . . . . . . 388Optoelektronische Näherungsschalter(Lichtschranken) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389Näherungsschalter (Sensoren) . . . . . . . . . . . . . . . . . 390Ultraschall-Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391Regelungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392Unstetige Regelglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393Digitale stetige Regelglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394Analoge stetige Regelglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395Digitale Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396Einstellung von Regelkreisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397Betriebsarten und Grenzübertemperaturen beiMaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399Effizienz von elektrischen Antrieben . . . . . . . . . . . . 400Drehstrommotoren für Stromrichterspeisung . . . . 401Oberflächengekühlte Käfigläufermotoren(Normmotoren) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402Betriebsarten von Käfigläufermotoren . . . . . . . . . . 403Bauformen von drehenden elektrischenMaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404Berechnungsformeln für drehende elektrischeMotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405Konventionelle DC-Antriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406Leistungsschilder von drehenden elektrischenMaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407Drehstrommotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408Polumschaltbare Motoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409Fehlerbeseitigung bei Drehstrom-Asynchron-motoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410Einphasen-Wechselstrommotoren . . . . . . . . . . . . . . 411Gleichstrommotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412Servomotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413Ansteuerung von Servomotoren . . . . . . . . . . . . . . . 414Schrittmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415Kleinstmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416Daten von Kleinstantrieben, Getriebe für Kleinst-motoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417Linearantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418Piezo-Aktoren und Piezo-Antriebe . . . . . . . . . . . . . . 419Prüfung elektrischer Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . 420Antriebstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421Wahl des Antriebsmotors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422Anlassen von Kurzschlussläufermotoren . . . . . . . . 423Planung von Automatisierungsanlagen . . . . . . . . . . 424

Teil W:Werkstoffe, Verbindungstechnik. . . . . . . . . . . . . . 425

Periodensystem, chemische Bindung . . . . . . . . . . . 426Stoffwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427Stahlnormung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428Leitende Werkstoffe der Elektrotechnik (Nichteisen-metalle) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429Magnetisierungskennlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430Magnetwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431Lote, Thermobimetalle, Kohlebürsten . . . . . . . . . . . 432Kontaktwerkstoffe, Freileitungen . . . . . . . . . . . . . . . 433Isolierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434Kunststoffe als Isolierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436

Weitere Isolierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437Hilfsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438Leitungen und Kabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439Isolierte Starkstromleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440Starkstromleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441Weitere Leitungen für feste Verlegung . . . . . . . . . . . 442Leitungen zum Anschluss ortsveränderlicherBetriebsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443Leitungen und Kabel für Melde- und Signal-anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444Leitungen in Datennetzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445Leitungen für Kleinspannungsbeleuchtung . . . . . . . 446Multimediaverkabelung im Heimbereich . . . . . . . . . 447Code zur Farbkennzeichnung, Starkstromkabel . . . 448Kabel für die Energieverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . 449Steckvorrichtungen der Energietechnik . . . . . . . . . . 450Steckverbinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451Steckverbinder RJ45 und RJ11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 452Lötfreie Anschlusstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453Installationsrohre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454Dübel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455Bezeichnungsbeispiele für Schrauben und Muttern 456Metrische ISO-Gewine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457Toleranzen und Passungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458

Teil BU:Betrieb und sein Umfeld, Umwelttechnik,Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459

Organisationsformen der Unternehmen . . . . . . . . . 460Organisation der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461Arbeitsplanung, Netzplantechnik . . . . . . . . . . . . . . . 462Arbeiten im Team . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463Umgang mit Konflikten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464Prozesse analysieren und gestalten . . . . . . . . . . . . . 465Vorbereitung einer Präsentation . . . . . . . . . . . . . . . 466Präsentation eines Projektes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467Diagramme für Präsentationen . . . . . . . . . . . . . . . . . 468Durchführung von Projekten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469Systematisches Marketing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470Kommunikation mit Kunden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471Durchführung von Kundenschulungen . . . . . . . . . . 472Bestandteile eines Tarifvertrages . . . . . . . . . . . . . . . 473Rechtsgeschäfte des Betriebes . . . . . . . . . . . . . . . . . 474Kosten und Kennzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475Kalkulation der Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476Erstellen eines Angebotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477Lastenheft-Pflichtenheft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478Computerunterstützte Planung einer Elektro-installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479Zertifizierung, Auditierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480Gefährliche Stoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481Risiko-Sätze (H-Sätze) für Gefahrstoffe . . . . . . . . . . 482Sicherheitsratschläge (P-Sätze) für Gefahrstoffe . . 483Umgang mit Elekroschrott . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485Wichtige Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486Wichtige Teile des VDE Vorschriftenwerkes . . . . . . 489Teile von DIN VDE 0100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492Überstrom-Schutzeinrichtungen für Geräte . . . . . . 497Kurzformen von Fachbegriffen . . . . . . . . . . . . . . . . 498Fachliches Englisch (Englisch-Deutsch) . . . . . . . . . 504Sachwortverzeichnis ( mit fachlichem Englisch) . . 513Unterstützende Firmen und Dienststellen . . . . . . . 533Bildquellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536

30103_s001_010 12.12.14 15:53 Seite 8

Ankathete b

B

Geg

enka

thet

ea

CA

Hypotenuse c

90}

å

0 0,5 1 1,5 2 2,5

3

2

1

0

G/S

R/Q

F

r

1 2 4

G

Su

SD Is

P+

P+

P

N

3

R2U

¡

R1 ¡1 ¡2G

R2

U

¡ R1

U1 U2G

11

G

B

C

E

A

K

W

BU

Schaltungstheorie

Physik

Bauelemente

Mathe

matik,Phy

sik,Schal-

tung

sthe

orie,

Bau

ele-

men

te

Mathematik

Längen und Flächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Körper und Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Masse, Kraft, Druck, Kraftmoment . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Bewegungslehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Mechanische Arbeit, mechanische Leistung, Energie . . 26Übersetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Wärme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Ladung, Spannung, Stromstärke, Widerstand . . . . . . . . 30Elektrische Leistung, elektrische Arbeit . . . . . . . . . . . . . 31Elektrisches Feld, Kondensator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Wechselgrößen, Wellenlänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Magnetisches Feld, Spule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Elektrische Feldstärken und magnetische Feldstärken . 36Strom im Magnetfeld, Induktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Formelzeichen dieses Buches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Indizes und Zeichen für Formelzeichen dieses Buches . 13Internationale Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Größen und Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Mathematische Zeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Potenzen, Vorsätze, Logarithmen, Dreisatzrechnung . . 18Logarithmisches Maß Dezibel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Winkel, Winkelfunktionen, Prozentrechnen . . . . . . . . . . 20Beziehungen zwischen den Winkelfunktionen . . . . . . . . 21

Schaltungen von Widerständen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Bezugspfeile, Kirchhoff’sche Regeln, Spannungsteiler . 39Ersatzspannungsquelle, Ersatzstromquelle, Anpassung 41Grundschaltungen von Induktivitäten und Kapazitäten 42Schalten von Kondensatoren und Spulen . . . . . . . . . . . 43Ersatz-Reihenschaltung und Ersatz-Parallelschaltung . 46Einfache Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Dreiphasenwechselstrom (Drehstrom) . . . . . . . . . . . . . . 48Unsymmetrische Last, Netzwerkumwandlungen,Brückenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Widerstände und Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Halbleiterwiderstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Dioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55IGBTs, Feldeffekttransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Bipolare Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Thyristorarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Gleichrichterbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Gehäuseformen von Dioden, Transistoren und ICs . . . . 61Magnetfeldabhängige Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . 62Fotoelektrische Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Schutzbeschaltung von Dioden und Transistoren . . . . . 64Kühlung von Halbleiter-Bauelementen . . . . . . . . . . . . . . 66

Teil G: Mathematik, Physik, Schaltungstheorie, BauelementePart G: Mathematics, Physics,Theory of Circuits, Components

30103_s011_066_G 12.12.14 15:57 Seite 11

0 0,5 1 1,5 2 2,5

3

2

1

0

G/S

R/Q

30

G

B

C

E

A

K

W

BU

Abstoßung gleichnamiger Ladungen

Anziehung ungleichnamiger Ladungen

Spannungserzeugung

Strom, Spannung, Widerstand

Leitwert und Widerstand

bei ungeladenemKörper:

elektrische Ladung

Stromstärke

Q = I • t

bei geladenem Körper:

Ohm’sches GesetzMerkformel:

DQ = I • Dt

I = DQ$Dt

I = Q##t

J = I##A

U = W##Q

U =DWDQ

I = U##R

G = 1##R

R = Œ$#g • A

R = r • Œ$#A

r = 1!g

[Q] = [I] · [t] = A • s = As = C

[I] = A

[t] = s

[F ] = N

Berechnung der Kraftbei Abstoßung und Anziehungsiehe Seite 32.

[I] = = = AAs$s

C!s

[R] = O

[G] = 1/O = S

Bei Metallen:

[r] = = µΩm

[g] = =

Bei Nichtmetallen:[r] = O •m

MS$m

m$$#O •mm2

O •mm2$$#m

[J] =

[J] = (z.B. in Drähten)

[U] = [W ] / [Q ] = J/C= Ws/As = W/A= V

A$#mm2

A$m2

A Leiterquerschnittd AbstandE elektrische FeldstärkeF KraftG LeitwertI Stromstärke

J StromdichteŒ LeiterlängeQ elektrische LadungR Widerstandt ZeitU Spannung

W Arbeit, EnergieD Zeichen für Differenzg Leitfähigkeit (auch k oder s)r spezifischer Widerstand

U = R · I

FF

F F

hohe Spannung

keine Spannung

U

¡

A

V R

4

2

3

1

10

9

7

5

8

6

11 12

Spannung

Leiterwiderstand

Stromdichte

Ladung, Spannung, Stromstärke, WiderstandCharge, Voltage, Electric Current, Resistance

30103_s011_066_G 12.12.14 15:58 Seite 30

39

G

B

C

E

A

K

W

BU

Knotenregel

Maschenregel

Strombezugspfeile

Knoten

Maschen

Unbelasteter Spannungsteiler

Belasteter Spannungsteiler

I1 + I2 + ... = 0

SIi = 0

i = 1, 2, 3, ...

SIzu = SIab

U1 + U2 + ... = 0

SUi = 0

i = 1, 2, 3, ...

Haben Stromrichtung und Bezugs-pfeil dieselbe Richtung, so sprichtman von positiver Stromstärke.

Eine positive Spannungsangabebedeutet, dass die Richtung derSpannung (+ nach –) gleich derBezugspfeilrichtung ist.

Knotenregel(1. Kirchhoff’sche Regel):Die Summe der auf einen Knotenzufließenden Ströme ist gleichder Summe der von ihm ab-fließenden Ströme.

Maschenregel(2. Kirchhoff’sche Regel):Bei einem elektrischen Netzwerkist die Summe der Spannungenin einer Masche gleich null, wennman von einem Knoten aus aufbeliebigemWeg dieMasche durch-läuft.

In Schaltung Bild „Maschen“:Masche 1: U1 + U2 – U0 = 0Masche 2: U3 + U4 – U2 = 0Masche 3: U5 – U4 – U0 = 0

Unbelasteter Spannungsteiler

U = U1 + U20 U20 = · UR2

R1 + R2

=R2R1

U20U1

R1 = R2 · ± – 1≤UU20

Belasteter Spannungsteiler

q = =RLR2

IqIL

q = =UL (U – U20)U (U20 – UL)

IqIL

UL ändert sich bei Lastschwan-kungen wenig, wenn q groß ist,z.B. q › 5, meist q fi 5.

UL =U

R1 · (RL + R2) + 1RL · R2

R2 = RL · · ± ≤UUL

U20 – ULU – U20

I StromstärkeI1, I2 EinzelströmeIab abfließender StromIL LaststromIq Querstrom

Izu zufließender Stromi Zählindexq QuerstromverhältnisR1, R2 TeilwiderständeRL Lastwiderstand

U GesamtspannungU1, U2 Einzelspannungen, TeilspannungenUL LastspannungU20 Teilspannung im LeerlaufS Zeichen für Summe

Spannungsbezugspfeile

¡ = 1 A ¡ = -1 A

Stromrichtung

24 V

10 V

0

-2 V 12 V

¡1

Knoten 2

Knoten 1

R1 R2U

¡ ¡2

Masche 1

U0

Masche 2

Masche 3U2

U4

U5

U1 U3

G

U20

R1 U1

R2

U

UL

R1

R2

U

¡q + ¡L

RL¡q

¡L

1

2

3

4

5

7

9

12

11

6

8

10

Bezugspfeile, Kirchhoff’sche Regeln, SpannungsteilerReference Arrows, Kirchhoff’s Rules, Voltage Divider

30103_s011_066_G 12.12.14 15:58 Seite 39

43

G

B

C

E

A

K

W

BU

Schalten von Kondensatoren und Spulen Switching Capacitors and Coils

Schaltung, Zeitkonstante Spannungsverlauf Stromverlauf

Ladevorgang und Entladevorgang beim Kondensator an DC

Einschaltvorgang und Ausschaltvorgang (Kurzschließen) bei der Spule an DC

exp (–t/t) ist die genormte Schreibweise von e–t/t. Beim Taschenrechner muss man bei der Berechnung die Tasteex verwenden und nicht die Taste exp.Die Zeitkonstante gibt die Zeit an, nach der ein nach ex verlaufender Vorgang beendet wäre, wenn der Vorgangmit der Anfangsgeschwindigkeit weiter verlaufen würde. Das ist aus den Tangenten der Bilder erkennbar. End-werte von u und i sind erreicht nach t fi 5t.

Zeitkonstante

[t] = O · F = O · = sAsV

t = R · CLaden:

Entladen:

LadenundEntladen:

Laden:

Entladen:

uC =U0[1–exp (–t /t)]

uC =U0 · exp (–t /t)

iC = · exp (–t /t)U0R

iC = – · exp (–t /t)U0R

exp (x) = exmit e = 2,71828 ...

12

4

3

5

uR= i · R6

Zeitkonstante

[t] = = = sHO

VsAO

t = LR

uL=U0 · exp (–t /t)

uL= – U0 · exp (–t /t)

iL= · [1–exp (–t /t)]U0R

iL= · exp (–t /t)U0R

Einschalten:

Kurz-schließen:

Ein-schalten:

Kurz-schließen:

exp (x) = exmit e = 2,71828 ...

7

8

10

9

11

C Kapazitäti Stromstärke (Augenblickswert)L Induktivität

R Wirkwiderstandt Zeitt Zeitkonstante

uC KondensatorspannunguL SpulenspannunguR Spannung an RU0 Gleichspannung

uR= U0 [1–exp (–t /t)]12

Einschalten:

uCC

Laden

U0 uR

i

Entladen

R

EntladenLaden

† † t

uC

0,63 • U0U0 = konst.

0,37 • U0

†

†i

t

U0-R

U0

R

U0- 0,37 •R

U00,37 •R

EntladenLaden

Kurz-schließen

Ein-schalten

i

R

L

U0

uR

uL

Einschalten

†

†

t

uL

Kurzschließen

0,37 • U0

U0

- 0,37 • U0 † † t

i0,37 •

0,63 •U0

R U0

R

U0

R

Einschalten Kurzschließen

30103_s011_066_G 12.12.14 15:58 Seite 43

84

TM

B

CE

A

K

W

BU

Größtwert-anzeige

Kleinstwert-anzeige

Drehfeldrichtung

Richtung derMesswert-übertragung

Kontaktgabe

Uhrzeit

Schaltzeichen Schaltzeichen SchaltzeichenBenennung Benennung Benennung

Zweifachlinien-schreiber fürWirkleistung undBlindleistung

Dreileiter-Dreh-stromzähler

Widerstands-messbrücke

Messgerät zurKurvenbild-anzeige,Oszilloskop

Nach EN 61010-1 sind Messgeräteder Kategorie CAT I bis CAT IV derStromversorgung in den Bereicheneinsatzbar, die angegeben sind.Die Kategorie ist ein Maß für dieGefährdung beim Messen, z.B.wegen der Folgen eines Kurz-schlusses oder wegen der Umwelt-einflüsse.

CAT IStromkreise, die vom Netzgetrennt sind, z.B. Batterien,geschützte Elektronikbaugruppen.

CAT IISteckdosen, die mehr als 10 m vonCAT-III-Quellen entfernt sind, Gerä-te mit Anschluss an Steckdosen,Geräte mit Motoren im Büro oderHaushalt.

Cat IIIFest installierte Verbraucher,Motorantriebe mit direktemNetzanschluss, Motorantriebemit Anschluss an netzgespeisteUmrichter, Verteiler, Steckdosenfür 3AC.

CAT IVLeitungen und Kabel im Freien,Hausanschluss, kWh-Zähler.

BeispielAngabe auf dem Messgerät 600 VCAT III bedeutet, dass das Gerätmaximal bis zu einer Bemessungs-spannung von 600 V in den Berei-chen CAT I bis CAT III einsetzbarist, nicht jedoch für Messungen imFreien.

Messinstrumentohne Kenn-zeichnung derMessgröße

Messinstrumentmit beidseitigemAusschlag

Strommesser,allgemein

Spannungs-messer, allgemein

Spannungs-messer mitDarstellung derInnenschaltung

Spannungs-messer mitAngabe derEinheit Millivolt

Impulszähler,elektrischbetätigt

Mehrfachinstru-ment mit Angabeder Einheiten

Nullindikator fürWechselstrom

Synchronoskop(Synchronanzeige)

Strommesser mitgroßer Trägheitu. Schleppzeigerfür Größtwert

Trägheit klein

Trägheit groß

Messinstrumentoder Messwerkanzeigend

Messgerät,allgemein,insbesondereaufzeichnend

integrierendesMessgerät,insbesondereZähler

Signalumfor-mer, allgemein

desgl., mit galva-nischer Trennung

Messwerk mitPfad

Messwerk mitSummen- oderDifferenzbildung

Messwerk zurProduktbildung

Messwerkzur Quotienten-bildung

Anzeige,allgemein

Anzeige mitbeidseitigemAusschlag

Anzeige durchVibration

Anzeige digital(numerisch)

Registrierungschreibend

Messkategorien

Beispiele

Kennzeichen

OOO

A

V

V

mV

V-A-Ø

0_

¡

W-var

Ø

kWh

Impulszähler

Messinstrumente und Messgeräte vgl. EN 60617-8Measuring Instruments and Devices

30103_s067_120_TM 18.12.14 07:03 Seite 84

94

TM

B

CE

A

K

W

BU

Schaltzeichen Schaltzeichen SchaltzeichenBenennung Benennung Benennung

Einphasen-Drosselspule

wahlweiseDarstellung

wahlweise,insbesonderefür Übersichts-schaltplan

Drehstrom-transformatorin SchaltungDyn5, Unter-spannungs-wicklung indrei Stufeneinstellbar

wahlweiseDarstellung,insbesonderefür Übersichts-schaltplan

3AC-Trafo, Yz5,3 Stufen, Stern-Zickzackschal-tung,siehe auchSeite 228

Wicklungenallgemein,fremderregt, imNebenschluss

im Reihenschluss

Wendepolwick-lung, Kompensa-tionswicklung

Hinweis: In DIN EN 60034-8(VDE 0530-8) sind alle Wicklungenvon drehenden Maschinen einheit-lich mit drei Locken (Halbkreisen)dargestellt, also anders als obenangegeben.

Kohlebürste, z.B.am Stromwender,wahlweise Dar-stellungen

Kurbelinduktor(Gleichspan-nungsgeneratormit Handantrieb)

Drehstrom-Synchrongene-rator mit Dauer-magneterregung,Wicklungsendenherausgeführt

desgleichen,aber in Schal-tung Y mit he-rausgeführtemSternpunkt

desgleichen, aberin Schaltung™und mit Erreger-wicklung

fremderregterGleichstrom-generator mitDauermagnet-erregung undWendepol-wicklung

Doppelschluss-generator


Drehstromspar-transformator,stufenloseinstellbareSpannung

Dreiphasen-Drosselspule inSternschaltungfür Übersichts-schaltplan

Transformatormit getrennterWicklung, auchSpannungs-wandler


wahlweise, mitSchirm undKennzeichnungder Phasenlage

Einphasen-transformator,Spannung inStufen einstellbar


Einphasen-transformatormit veränder-barer Kopplung,Phasenlagegekennzeichnet

Spartransfor-mator


desgleichen,Spannungeinstellbar

Messwandler

Drosselspulen Dreiphasentransformatoren

Einphasentransformatoren

Drehende Generatoren

Dyn5

Dyn5

3

3

Yz5z3

Spannungs-wandler inV-Schaltung

desgleichen,Darstellungmit erkennbarerV-Form

Stromwandler


desgleichen,für Übersichts-schaltplanV V

2

Darstellung nachDIN EN 60617-6

1. 2.

G

GS

GS

GS

G

G

Spulen,Transformatoren, drehende GeneratorenCoils,Transformers, Rotating Generators

30103_s067_120_TM 18.12.14 07:03 Seite 94

99

TM

E

A

K

W

BU

MUX

DX

/

U

/

U

EN

=OE

1 1

b)a)

OR

&A

b)a)

= 1OE

b)a)

> 1 1

b)a)

OR

b)a)

&A

b)a)

+-+

-

b)a)

1 PBSTOP

MTR

M

T2

T3

T1

L2

L3

L1

460 VH1 H3 H2 H4

115 VX1 X2

FU

WX1 X2

MA1 A2

13 14M

13 14

2 PBSTART

11 12

L1

L2

L3

CB

CB

DISC

¡>

OL

OL

SO

USA, z.B.ANSI, NEMA Benennung Europa, praxis-

üblich, z.B. ENEuropa, praxis-üblich, z.B. EN

USA, z.B.ANSI, NEMA Benennung

anzugsver-zögertes Relais1 Öffner,1 Schließer

Verstärker,allgemein

Operations-verstärker

UND-Element

ODER-Element

Schütz mit3 Schließern

dreipoligesSchütz mit Mo-torschutzrelais

dreipoligesSchütz mit2 Hilfskontaktenund Motor-schutzrelais

Motorschutz-schalter mitKurzschluss-und Überlast-Auslöser

dreipoligerTrennschalter

dreipoliger Leis-tungsschalter

Schaltplanbeispiel: Motorstarter (nach Moeller)

ANSI American National Standard Institute, NEMA National Electrical Manufacturer Association,EN Europa-Norm, CB Circuit Breaker, DISC Disconnector, MTR von Motor.

Relais, Schütze, Schalter, Beispiel Analoge und binäre Elemente

XOR-Element,Antivalenz

NAND-Element

NICHT-Element,Inverter

XNOR-Element,Äquivalenz

Inverter mit Tris-tate-Ausgang(H, L und hoch-ohmig)

Digital-Analog-Umsetzer,DAC

Analog-Digital-Umsetzer,ADC

Demultiplexer

Multiplexer

Vergleich von Schaltzeichen 2 Comparison of Circuit Symbols 2

30103_s067_120_TM 18.12.14 07:03 Seite 99

121

EI

E

A

K

W

BU

ElektrischeInstallation

Teil EI: Elektrische Installation Electrical Installation

Verlegung und Schaltungen

Qualifikationen der Elektrofachkraft . . . . . . . . . . . . . . . . 122Arbeiten in elektrischen Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123Leitungsverlegung, Leitungsbearbeitung . . . . . . . . . . . . 125Ausschaltung, Serienschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126Wechselschaltung, Kreuzschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . 127Jalousieschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131Sprechanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133Tastdimmer, Dimmertypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136Automatikschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137Elektroinstallation mit Niedervolt-Halogenlampen . . . . 139Feldarme Elektroinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140Gebäudeleittechnik und Gebäudesystemtechnik . . . . . 141KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142Systemkomponenten zum KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . . 144Sensoren für den KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146Aktoren für den KNX-TP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147Projektierung und Inbetriebnahme beim KNX-TP . . . . . 150LON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151LCN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

Leitungsberechnung

Anschlussfahne

Kellerboden

FundamentoderFundament-platte

Hausanschluss mit Schutzpotenzialausgleich . . . . . . . . 156Fundamenterde im Beton oder in Erde . . . . . . . . . . . . . 157Hauptleitungen in Wohnanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158Zählerplatzinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159Mindestausstattung in Wohngebäuden . . . . . . . . . . . . . 160Leitungsführung in Wohngebäuden . . . . . . . . . . . . . . . . 161Leitungsberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162Überlastschutz und Kurzschlussschutz von Leitungen . 165Strombelastbarkeiten für Kabel und Leitungen . . . . . . . 167Belastbarkeit von Starkstromkabeln . . . . . . . . . . . . . . . . 171Überstrom-Schutzeinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

Besondere Räume, Arbeiten unter Spannung

22

20

21 r

Zone 21Umgebung mit r = 1m

r

Räume mit Badewanne oder Dusche . . . . . . . . . . . . . . . 174Anlagen besonderer Art, Arbeiten unter Spannung . . . 175Elektroinstallation in feuergefährdeten Betriebsstätten 177Elektroinstallation in landwirtschaftlichen Betrieben . . 178Elektroinstallation in medizinisch genutzten Räumen . 179Elektroinstallation in Unterrichtsräumen . . . . . . . . . . . . 181Elektroinstallation in explosionsgefährdeten Bereichen 182Energieversorgung von Werkstätten und Maschinen-hallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

Beleuchtung

Umgebung SehaufgabeLichttechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184Planung der Arbeitsstättenbeleuchtung in Innenräumen 185Wartungsfaktoren von Arbeitsstättenbeleuchtung . . . . 186Berechnung von Beleuchtungsanlagen . . . . . . . . . . . . . 187Leuchtstofflampen für 230 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189Glühlampen, Metalldampflampen . . . . . . . . . . . . . . . . . 190Energiesparlampen, Farbwiedergabe . . . . . . . . . . . . . . . 191Induktionslampen und Lichtleiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192LED-Beleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195Lichttechnische Daten von Leuchten . . . . . . . . . . . . . . . 197Leuchtröhrenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

30103_s121_198_EI 12.12.14 16:32 Seite 121

128

EI

CE

A

K

W

BU

Reale Ausführung von InstallationsschaltungenReal Execution of Installation Circuits

Änderungen gegenüber den Grundschaltungen

Grund Erklärung Beispiel

Lagerhaltung desMaterials

dreiadrige Leitunganstelle einerzweiadrigen

grüngelbe Ader,blaue Ader

PE erleichtert dieÜberwachung

RCD verhindertMissbrauch

fünfadrige Leitunganstelle vondreiadriger

übrig bleibendeAder

Die Anzahl der vorzuhaltenden Leitungen solltewegen der Kosten möglichst niedrig bleiben. Sowird in vielen Betrieben der Elektroinstallation dieAderzahl von vorrätigen kabelähnlichen Leitungenauf 3 und 5 beschränkt. Dabei ist immer eine Adergrüngelb, also nur als PE, PB oder Erde verwendbar.

Für die Leitung zu einem Ausschalter oder Tasterkann eine dreiadrige Leitung verwendet werden,wobei die grüngelbe Ader amAusschalter bzw. Tas-ter nicht zur Stromleitung angeschlossen wird.

Die blaue Ader kann als N verwendet werden oderanderweitig, nicht aber als PE oder PEN.

Ein PE in der Schalterleitung dient der Überwa-chung der Leitungsanlage. Der PE ermöglicht z.B.im betreffenden Leitungszweig die Messung desIsolationswiderstandes.

Die missbräuchliche Verwendung des PE als PEN-Leiter wird verhindert, wenn der Fehlerschutz durchAbschaltung mittels RCD erfolgt.

Ermöglicht bei der Ausschaltung eine Steckdoseund Verwendung des Ausschalters als Kontroll-schalter.

Wenn bei Verwendung von nur 3- und 5-adrigenMehraderleitungen eine Ader übrig bleibt, so ist die-se an die entsprechende Klemme anzuschließen,sofern die vorliegt. Andernfalls legt man die Aderan eine zusätzliche lose Klemme oder isoliert sie.

L

zusätzlicheAder

PE

Dreiadriger Schalteranschluss

N

PE

L

Q1

1 Aderunbe-nutzt

E1

X1

Ausschaltung mit fünfadrigerSchalterleitung und Steckdose

Weitere Beispiele mit kabelähnlichen Mehraderleitungen

Schaltung Erklärung

NPEL

Q1X1 E1 Q2

Bei der üblichen Wechselschaltungermöglichen fünfadrige Schalter-leitungen zu den Schaltern eineSteckdose nur unter dem Schalter,der an L angeschlossen ist. Dage-gen ist als Kontrollschalter nur derSchalter möglich, an den der Schal-terdraht angeschlossen ist. Dabeimuss die Glimmlampe des Schal-ters parallel zur Last geschaltet sein.Dasselbe Verhalten erfolgt an denWechselschaltern einer Kreuzschal-tung.

Wechselschaltung mit einer Steckdose unter einem Schalter

NPEL

Q1 X2E1 Q2X1

Mit der Sparwechselschaltung(Prinzip vorhergehende Seite) ist esmöglich, bei Verwendung von fünf-adrigen Schalterleitungen, unterjedem Schalter eine Steckdose zuinstallieren. Desgleichen sind beideSchalter als Kontrollschalter ver-wendbar, wenn die Glimmlampender Schalter parallel zur Lastgeschaltet sind.

Die Sparwechselschaltung kannnicht zur Kreuzschaltung erweitertwerden.

Sparwechselschaltung mit Steckdosen an beiden Schaltern

30103_s121_198_EI 12.12.14 16:32 Seite 128

Gebäudeleittechnik und GebäudesystemtechnikBuilding Management and System Engineering for Buildings

Prinzipbild, Benennung Erklärung Bemerkungen, Daten

Gebäudeleittechnik

Anlage mit Gebäudeleittechnik

Bei der Gebäudeleittechnik befindetsich ein Leitrechner (PC, SPS) ineiner Zentrale, an die über einenBus Unterstationen mit weiterenComputern angeschlossen sind.Der Leitrechner überwacht undsteuert die Automatisierungsebene.Die Computer der Automatisie-rungsebene überwachen und steu-ern die Verbrauchsmittel.Der Leitrechner kann mit den ande-ren Computern mittels Switch z.B.über eine Glasfaserleitung, eineTwisted-Pair-Leitung oder wirelessverbunden sein.Die Computer der Automatisie-rungsebene und der Prozessebenekönnen Aufgaben dieser Ebenen oftselbstständig lösen.

Ein Leitrechner dient insbesondereauch zur statistischen Auswertungder Sensor-, Aktordaten, z. B. für dieEnergieverbrauchsabrechnungen.Die Verbrauchsmittel der Prozess-ebene (Sensoren, Aktoren) sind viel-fach an einen Feldbus der Gebäude-systemtechnik angeschlossen.Die Trennung Gebäudeleittechnik,Gebäudesystemtechnik ist oftunscharf.Über Internetkommunikation ist dasÜberwachen von Gebäudeanlageninkl. Fernwartung aus weiter Entfer-nung möglich. Interessant sind der-artige zentrale Systemstrukturenfür Brandmeldeanlagen, Videofern-überwachungen.www.spicher-gmbh.de;www.eckelmann.de

Gebäudesystemtechnik

KNX-TP

Bei der Gebäudesystemtechnik sinddie Sensoren, z. B. Taster, und dieAktoren, z. B. Schütze, mittelsMikrocontrollern so intelligent, dasskein Leitrechner erforderlich ist.Beim KNX-TP gelangen die Steuer-signale vom Sensor über eine Bus-leitung zum Aktor mit SELV von DC20 V bis 30 V. KNX von KonnexAssociation, TP von Twisted Pair.

Der Busankoppler BA enthält denMikrocontroller und eine Eingangs-schaltung. Der Bus ist an eineStromversorgungseinheit,meist einREG (Reiheneinbaugerät), ange-schlossen. Die Stromversorgungder BA erfolgt über eine vieradrigeLeitung, von der aber für die KNX-Anlage nur zwei Adern verwendetwerden (siehe folgende Seiten).

KNX-PL

Beim KNX-PL (PL von Power Line)erfolgt die Signalübertragung vonden Sensoren zu den Aktoren überdas 230-V-Netz, ebenfalls die Strom-versorgung der Mikrocontrollerüber eigene Netzteile. Vom Steuer-teil der Sensoren und Aktoren wirddie Wechselspannung des 230-V-Netzes durch Bandsperren fern ge-halten.

Die Signalübertragung vom Sensorzum Aktor erfolgt durch ein speziel-les FSK-Verfahren (Frequenzumtas-tung). Nicht möglich ist KNX-PL beiSicherheitsanwendungen, z. B. inKrankenhäusern, und in Netzen mitgeringer Frequenzkonstanz oderSpannungskonstanz sowie zur Sig-nalübertragung zwischen verschie-denen Abnehmeranlagen.

KNX-RF

Beim KNX-RF-Bus (Radio Frequen-cy) ist jeder Aktor nur an das 230-V-Netz angeschlossen, welches auchdie Stromversorgung für denMikro-controller sicherstellt. Die Steuer-signale erhalten die Aktoren überFunk z.B. von einem Handsender(Seite 153). Funkfrequenz z.B.868 MHz. Sensoren oft auch batte-riebetrieben, Meldung über Funk.

Eine spezielle Codierung der Steuer-signale soll eine Beeinflussungdurch andere Signale des 230-V-Netzes, z. B. Rundsteueranlagen,verhindern. Trotzdem sollte dieseArt der Gebäudesystemtechniknicht bei Sicherheitsanlagen ver-wendet werden.

LCN (Local Control Network)

Bei LCNwird der N-Leiter der 230-V-Leitung, die aber eine zusätzlicheAder haben muss, gleichzeitig alsBusleitung verwendet. Dabei erfolgtder Datentransport über die zusätz-liche Datenader und den Neutrallei-ter. Alle Module (Sensoren undAktoren) besitzen für den Mikrocon-troller eine eigene Stromversor-gungseinheit.

An ein Universal-Schaltmodul kön-nen ein Verbrauchsmittel, z. B. eineLampengruppe, und mehrere Be-fehlsgeräte, z. B. Taster, angeschlos-sen werden. Bis zu 250 Module kön-nen über die drei Anschlüsse Au-ßenleiter, Neutralleiter und Daten-leiter zu einem Segment vebundenwerden.

141

EI

E

A

K

W

BU

Automati-sierungsebene

Bus-Leitung

Unterstationen USt

Prozessebene

Verbrauchsmittel

InternetPC

Drucker

Leitrechner

230V

Aktor

BA

Sensor

Bus

230V

Sensor Aktor

230V

Sender Aktor

230V 4 4

AktorSensor

30103_s121_198_EI 12.12.14 16:32 Seite 141

Fundamenterder im Beton oder in ErdeEarth Electrode in or at Foundation

vereinfachte Ansicht, Name Erklärung Bemerkungen, Ergänzungen

Fundamenterder im Fundament-beton des Gebäudes

Bei der Errichtung von Gebäudenwird der PEN-Leiter des Netzesgeerdet, damit im Fehlerfall dieSpannung abgeschaltet wird(Spannungswaage, Seite 212). DerFundamenterder im Beton wird inden Schalungsort für das Außen-fundament oder für die Grundplat-te mittels Abstandhalter einge-bracht. Durch den danach einge-brachten Beton wird die Korrosionverhindert bzw. gebremst.(www.dehn.com).

Die Anschlussfahnenmit den Quer-schnitten des Erdersmüssen gegenKorrosion geschützt sein. EineAnschlussfahne aus Bandstahloder Rundstahl wird zur Haupter-dungsschiene geführt.

Abstandshalter

Fundamenterder im unbewehrtenBeton

Der im Erdreich liegende „erdfühli-ge“ Beton stellt durch seine Feuch-tigkeit die Verbindung mit derumgebenden Erde her. Durch Keile,Federn, Schrauben oder Schwei-ßen sind die Teile des Erders ver-bunden. Die Maschenweite sollnicht größer sein als 10 m × 10 m.Der Fundamenterder besteht ausverzinktem oder unverzinktem! Bandstahl von A › 30 × 3,5 mm2

! oder Rundstahl von › 10 mm †.Er muss allseitig mit mindestens50 mm Beton bedeckt sein.

Fundamenterder im bewehrtenBeton

Ringerder bei schwarzer Wanne

DasFundament kanndurchBitumenoder Kunststoff gegen Wasser zueiner schwarzenWanne abgedichtetsein. Dadurch korrodieren dieMetallteile des Fundamentes nichtmehr. Allerdings ist jetzt der Betonnicht mehr erdfühlig. Deshalb mussan der Stelle des Fundamenterdersim Beton ein Ringerder außerhalbder geschlossenen Wanne in dasErdreich eingebracht werden.Bei bewehrten Fundamenten istzusätzlich ein Erdungsleiter mit Ver-bindung an Bewehrung und Haupt-erdungsklemme zum Potenzialaus-gleich zu errichten, insbesonderewegen Blitzschutz

Die Abmessungen des Ringerderssind wie beim Fundamenterder imBeton! Bandmaterial von 30 × 3,5 mm2

oder! oder Rundmaterial von › 10 mm

†.Das Material muss korrosionsfestsein, z. B. nichtrostender Stahl oderKupfer.Eine geschlossene Wanne wirdauch durch wasserdichten Betonhergestellt. Bei dieserweißenWan-ne kommt wie bei einer schwarzenein Ringerder ins Erdreich.

Ringerder bei allseitigerPerimeterdämmung

Die Perimeterdämmung (Perimeter= Umfang) ist die Wärmedämmung.Sie kann am Fundament einseitig,zweiseitig oder allseitig sein. Bei dereinseitigen und der zweiseitigenPerimeterdämmung bleibt derBeton erdfühlig. Deshalb wird hierein normaler Fundamenterder ein-gebracht. Bei der allseitigen Däm-mung muss dagegen ins ErdreicheinRingerderwiebei einergeschlos-senen Wanne eingebracht werden.Bei bewehrten Fundamenten zusätz-lich Erdungsleiter zum Potenzialaus-gleich wie bei schwarzer Wanne.

Das Herstellen der Erdung ist eineelektrotechnische Arbeit. Sie mussvon einer elektrotechnischen Fach-kraft oder unter deren Aufsicht aus-geführt werden.Anschlussstellen an den Erdernmüssen mechanisch fest und nie-derohmig sein (Richtwert 1 Ω).Bewegungsfugen („Dehnfugen“),die zu überqueren sind, erfordernDehnungsbänder und Anschluss-platten (www.dehn.com).

157

EI

E

A

K

W

BU

vgl. DIN 18014

AnschlussfahnePA-Schiene

Stoß-stelle

Anschlussfahne Blitzschutzerder

Haus-anschlussraum

Anschlussfahne

Kellerboden


Abstandshalter

Anschlussfahne

Kellerboden


Anschlussfahne

Anschluss Ringerder

Kellerboden

Per

imet

erd

ämm

un

g


40

4020

0

Anschlussfahne,Anschlussplatte

Kellerboden


Abstandshalter BewehrungB

eweh

run

g

30103_s121_198_EI 12.12.14 16:32 Seite 157

161

EI

E

A

K

W

BU

ErklärungAnsicht und Art

30

30

20

15

10

15

Z1

Z1

Z1

Z3

Z4

Z2

115

3010

0

Z6

Z8Z9

Z7

Z7„auf der Decke“

„unter der Decke“

Z5

Leitungen aufder Decke

Leitungen inder Decke

Leitungen unterder Decke

Estrich

Decke

Dämmung

20 2030 max. 30 max.

! Leitungen zu Betriebsmittelnaußerhalb der Installationszonen Zsind senkrecht aus einer waage-rechten Installationszone zuführen.

! Schalter sind vorzugsweise nebenden Türen in senkrechten Instal-lationszonen anzuordnen. Dieoberste Schaltermitte soll‰ 1,05 m über dem Fußboden lie-gen.

! An einflügeligen Türen ist nur eineInstallationszone auf der Schloss-seite der Türe vorhanden, bei Fens-tern und zweiflügeligen Türen sindes beiderseits je eine.

! Bei Räumen mit schrägen Wändenverlaufen die senkrechten Installa-tionszonen parallel zu den Bezugs-kanten, z.B. zum Fenster.

Z1 von 10 cm bis 30 cm neben Rohbaukante,Z2 von 10 cm bis 30 cm an Wandecken,Z3 von 15 cm bis 45 cm über dem Fußboden,Z4 von 15 cm bis 45 cm unter der Deckenbekleidung.

Z5 von 1,0 m bis 1,30 m über Fuß-boden,

Z6 im Raum Breite ‰ 30 cm, Wand-abstand › 20 cm, Verlegung pa-rallel zu den Wänden,

Z7 im Türdurchgang Breite ‰ 30 cm,Wandabstand › 15 cm,

Z8 Wandabstand › 20 cm,Z9 Verlegung parallel zu den Wän-

den.

! Die mittlere waagerechte Installa-tionszone wird nur für Räume mitArbeitsflächen vor Wänden, z.B.Küchen, festgelegt.

! Bei sichtbar verlegten Leitungendarf von den genannten Maßenabgewichen werden.

Leitungsführung auf der Deckebedeutet Installation direkt auf derRohdecke des Stockwerkes, z.B. aufbetoniertem Fußboden.Leitungsführung unter der Decke er-folgt oben im Raum unter Putz, imPutz, in Hohlräumen und abgehäng-ten Decken.Leitungsführung in der Deckebedeutet Installation direkt oder inRohren innerhalb der Rohdecke, z.B.bei der Betoninstallation. Hierfürsind keine Installationszonen festge-legt.

Senkrechte Installationszonen, untere und oberewaagerechte Installationszonen

Installationszonen an den Wänden sowie auf und unter der Decke

Leitungsführung auf, in und unter der Decke

Installationszonen von unsichtbar verlegten Leitungen

Leitungsführung in WohngebäudenWiring in Residential Buildings vgl. DIN 18015-2

30103_s121_198_EI 12.12.14 16:32 Seite 161

196

EI

CE

A

K

W

BU

LED-Leuchtmittel LED-Lamps

Form,Ansicht

Bezeichnung,Sockel,

Abmessung

Nennspan-nung, Nenn-leistung,Lebens-dauer1

Lichtfarbe,Nenn-

Lichtstrom,Abstrahlwinkel

Bemerkungen

Spot- und Allgemeinbeleuchtung, geeignet für direkten 1:1-Ersatz von Standardglüh- und ReflektorlampenOSRAM

CLASSIC A15E 27

† 55 mm, Œ = 109 mm

100–240 V2 W

25000 h

ww, 132 lmtw, 117 lm

–

Überall einsetzbar im 1:1-Austauschgegen herkömmliche Glühlampen bis40 W. Sehr geringer Energieverbrauch,geringe Wärmeentwicklung, kein UV-/IR-Anteil, stoß- und vibrationsfest, nichtdimmbar, sofortige volle Lichtleistungohne Verzögerung. Die Lampen in denZeilen 1 bis 3 sind auch in den Farben rot,gelb, grün und blau erhältlich.

OSRAMCLASSIC A40

E 27† 55 mm, Œ = 113 mm

100–240 V8 W

25000 h


–

OSRAMPAR 16 20

E 27† 50 mm, Œ = 64 mm

100–240 V4 W

15000 h


20°

Ideal für Akzentbeleuchtung, nichtdimmbar, professionelles Thermo-Management.

LED, Highpower-LED

Highpower-LEDCREE XR-G R5

3,45 mm x 3,45 mm

3,3 V3,3 W

50000 h

tw340 lm125°

Ausreichende Kühlung erforderlich,Betrieb mit Konstantstromquelle,Abstrahlcharakteristik durch Linsen undOptiken veränderbar, SMD-bestückbarund auch manuell verarbeitbar.

Highpower-LED-Strahler

E 27† 50 mm, Œ = 50 mm

230 V3,5 W

30000 h

tw180 lm120°

Einsetzbar in Verkaufsräumen,Schaufenstern, Museen, Showrooms.Optimaler Ersatz für Halogenstrahler.Lampe mit Schutzglas.

Superflux LampeE 27

† 51 mm, Œ = 118 mm

230 V8 W

10000 h


–54 Superflux

LEDs

Einsatz im gesamten Wohnbereich, auchfür Tisch-, Steh- und Pendelleuchten.

LED-ReflektorlampeE 27

† 50 mm, Œ = 72 mm

230 V1,4 W

50000 h

ww, tw45 lm45°

60 LEDs,† 3 mm

Einsetzbar in Hotels, Empfangsberei-chen, Objektanstrahlungen, Verkaufsräu-men, auch in rot, gelb, grün und blau lie-ferbar. Keine UV- und IR-Strahlung,stoßunempfindlich, keine Brandgefahr.

SMD-LED-Leuchtmittel (SMD = surface mounted devices)

Nichia Highpower-SMD-LEDNS6L183

6,5 mm x 5,0 mm

4 V3,2 W

50000 h


115°

SMD-LEDs sind extrem klein, dahernur maschinelles Löten möglich.Für industrieelle Anwendungen, fürLeisten, oft mit Kabeln vorgefertigt. Kon-stantstromquelle erforderlich.

SMD-LED-Power Spot

E 27† 50 mm, Œ = 70 mm

230 V3,9 W

50000 h

ww250 lm120°

60 SMD-LEDs

Ersatz für herkömmliche Glüh- und Ener-giesparlampen.

SMD-LED-Leisten und -Röhren

Highpower-SMD-LED-Leisten600 mm x 9 mm

12 V16,8 W30000 h

tw1100 lm

–60 SMD-LEDs

Für Werkstatt und Büro sowie als Weg-und Konturenbeleuchtung geeignet. DieMetallplatine leitet dieWärme gut ab undkann alle 30 mm gekürzt werden. Netz-gerät erforderlich.

SMD-LED-RöhrenŒ = 60 cm, 120 LEDs,Œ = 120 cm, 240 LEDs,Œ = 150 cm, 300 LEDs,

G13, † 26 mm

230 V8 W14W17W

50000 h

ww, nw, tw950 lm1800 lm2100 lm120°

LED-Röhren und SMD-LED-Röhren erset-zen Leuchtstoffröhren, sie werden ohneStarter und Vorschaltgeräte betrieben.Keine Störungen von WLAN, DECT undKabelmodems.

Lichtfarben: ww warmweiß < 3300 K, nw neutralweiß 3300 K–5300 K, tw tageslichtweiß > 5300 K.1 Das Ende der Lebensdauer heißt hier Degradation. Sie ist erreicht, wenn der ursprüngliche Lichtstrom auf 50%gesunken ist.

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Zeichen zur Unfallverhütung 1 Signs for Accident Prevention 1

Verbotszeichen vgl. DIN EN ISO 7010 und DIN 4844-2

Symbol Bedeutung Symbol Bedeutung Symbol Bedeutung

AllgemeinesVerbotszeichen

P0011

RauchenverbotenP002

Für FußgängerverbotenP004

KeinTrinkwasser

P005

Für Flurförder-zeuge verboten

P006

BerührenverbotenP010

Mit Wasserlöschen verboten

P011

Keine schwereLast2P012

EingeschalteteMobiltelefoneverbotenP013

HineinfassenverbotenP015

Aufzug imBrandfall nichtbenutzenP020

Essen undtrinkenverbotenP022

Abstellen oderlagernverbotenP023

Betreten derFläche verboten

P024

Personen-beförderungverbotenP027

Benutzen vonHandschuhenverbotenP028

SchaltenverbotenP031

Zutritt fürUnbefugteverbotenD-P0063

Mit WasserspritzenverbotenP0163

Besteigen fürUnbefugteverbotenD-P0223

LaufenverbotenWSP0013

Keine offeneFlamme; Feuer,offene Zündquelleund RauchenverbotenP003

Kein Zutritt fürPersonen mitHerzschritt-machern oderDefibrillatoren4

P007

Kein Zutritt fürPersonen mitImplantaten aus

MetallP014

1 Nur in Verbindung mit einem Zusatzzeichen zu verwenden, welches das Verbot konkretisiert.2 Erforderlichenfalls in Verbindung mit einem Zusatzzeichen verwenden (z. B. max 100 kg).3 Aus DIN 4844-2.4 Gilt auch für sonstige aktive Implantate.

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Bei allen Anlagen und Betriebsmitteln müssen Basis-schutz, Fehlerschutz und meist zusätzlicher Schutzerfüllt sein.

Netz

24V

G

VNB-Station

U

_230V PEN

L

¡

¡

Du

rch

strö

mu

ng

sdau

ert/s

0,10,01

0,02

10

0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 2000

0,05

0,1

0,2

0,5

1

2

5

AC-3AC-2AC-1

AC-4.1AC-4.2

AC-4.3

Körperstrom ÜB /mA

Direktes Berühren: Berühren eines aktiven Teiles,z.B. eines blanken Außenleiters (Bild links).

Indirektes Berühren: Berühren eines leitenden Be-triebsmittelkörpers, der infolge eines Fehlers („Schlus-ses“) eine Berührungsspannung führt (Bild unten).

Basisschutz nennt man den Schutz gegen direktes Be-rühren. Er wird meist durch Isolieren oder durchUmhüllen aktiver (unter Spannung stehender) Teilebewirkt.

Fehlerschutz nennt man den Schutz gegen indirektesBerühren (Schutz gegen Berühren von erst durch einenFehler unter Spannung gesetzten Teilen).

Zusätzlicher Schutz schützt beim Versagen derSchutzeinrichtung.

Direktes Berühren

Zone Physiologische Wirkung

AC-1 Normalerweise keine Wirkung.

AC-2 Meist keine schädliche Wirkung.

AC-3 Meist kein organischer Schaden, Krampf-artigeMuskelreaktionenmöglich und Schwie-rigkeiten beim Atmen.

AC-4 AC-4 beseht aus den Bereichen AC-4.1, AC-4.2, AC-4.3.

AC-4-1 Wahrscheinlichkeit von Herzkammerflim-mern, ansteigend bis etwa 5%.

AC-4-2 Wahrscheinlichkeit von Herzkammerflim-mern, ansteigend bis etwa 50%.

AC-4-3 Wahrscheinlichkeit von Herzkammerflim-mern, über 50%.

In kleinen Strombereichen hat erst die dreifache Gleich-stromstärke dieselbe Wirkung wie ein Wechselstrom.

Sicherheitskurven nach VDE V 0140-479-1 für AC50 Hz von Hand zu Hand oder linker Hand zu einem Fuß

Indirektes Berühren der Spannung bei Körperschluss, Kurzschluss und Erdschluss ohne ordnungsgemäßeSchutzmaßnahmen gegen indirektes Berühren

Betriebs-erdung

Trans-formator

RB

Leiter-widerstand

bei Kurzschluss 115 V

115 V beiKurzschluss

50 Hz 230 V

Körperschluss

230V

bei

Körpe

r-schlus

s

Kurz-schluss

bei Kurz-schluss 115 V 23

0V

bei

Erds

chluss

PE

PE

L

Erdschluss

NN

Leiter-schluss

PEN

Berührungsarten vgl. DIN VDE 0100-410

Stromgefährdung vgl. VDE V 0140-479-1

Fehlerarten

Berührungsarten, Stromgefährdung, FehlerartenTypes of Contact, Current Hazards,Types of Faults

30103_s199_286_SE 18.12.14 07:17 Seite 207

Differenzstromgeräte Differential Current Devices

Begriffe Erklärung Schaltung, Ansicht

BedeutungAbschaltung

Über-wachung

FunktionSummen-strom-wandler

Eisenkern

Induktion

RCD

RCM

Gleichfeld

Hall-Generator

Fehler-anzeige

Bemes-sungs-ströme

Differenzstromgeräte sind die wichtigstenGeräte zur Erzielung einer sicheren und ge-fahrarmen Stromversorgung. Sie bewirken imFehlerfall die Abschaltung und im Betrieb dielaufende Überwachung der Anlage.

Den Strom erhält die Anlage durch Leiter, diedurch den Kern eines Summenstromwandlersgeführt sind. Solange kein Isolationsfehlergegen PE bzw. Erde vorhanden ist, heben sichdie Stromwirkungen im Eisenkern auf. Fließtaber ein Teil des Stromes über Erde als Diffe-renzstrom ID zurück, so wird der Eisenkernmagnetisiert. Bei ID als AC oder pulsierendemDCwird in derWicklung des Eisenkernes 1 eineWechselspannung induziert. Diese Spannungführt beim RCD (Residual Current protectiveDevice = Fehlerstromschutzschalter) zur Ab-schaltung und beim RCM (Residual CurrentMonitor = Reststrom-Überwacher) zur Anzeigedes Fehlers.Ist ID ein „glatter“ DC aus einemAC-Stromkreis(Bild unten rechts), entsteht im Eisenkern einmagnetisches Gleichfeld. Dieses wird bei Gerä-ten vom Typ B in einem Eisenkern 2 in eineSpannung umgesetzt, z.B. mittels Hall-Genera-tor. Die Spannung bewirkt wie beim Typ AAbschalten der Stromversorgung oder Anzeigedes Fehlers.Bemessungsströme IN 25 A, 40 A, 63 ABemessungsdifferenzströme IDN (10 mA),30 mA, 0,1 A, 0,3 A, 0,5 A (Klammerangabe nurbeim Typ A)

PE

2 4 6 N

2

1

L1

L3N

1 3 5 N

L2

nur beimTyp B

A

E

Aufbau einer RCD www.doepke.de

Sonderformen: RCBO = RCD mit OverloadBreaker = RCD mit LS-Schalter,CBR für IN über 63 A (Schalter mitRCU = Fehlerstrom-Auslöser)

¡

UH

¡ = 50mA

0,2

B = 0,35 TElektronenüberschuss

Prinzip des Hall-Generators mit N-Leiter

Fehler-ströme

Typen

Angabe derTypen amGerät

SelektivitätVerzöge-rungen

Hinweise

Gewöhnlich treten bei einem Isolationsfehlerin AC-Anlagen oder 3 AC-Anlagen AC-Fehler-ströme ID auf. In derartigen Stromkreisen mitElektronik, z.B. bei einemUmrichtermit Gleich-strom-Zwischenkreis, entstehen je nach Fehler-ort Fehlerströme ID als AC, als pulsierende DCoder als „glatte“ DC (nicht auf null gehendeDC,Bild). Je nach ID nimmt man Geräte vom Typ Aoder Typ B, außerhalb Deutschlands auch vomTyp AC. Der Typ ist auf der RCD bzw. RCM alsstilisierte Form des ID angegeben.Selektive Gerätemit Kennzeichnung S schaltenbei einem Fehler verzögert ab, solchemit K kur-ze Zeit verzögert. Geräte vom Typ F sind fürLasten bestimmt, deren Fehlerströme Misch-frequenzen enthalten können, z. B. bei einpha-sigen Umrichtern.

50 Hz 400 V

UmrichtermitZwischen-kreis

möglicheFehlerströme

3AC

3AC

200Hz

RCDTyp B

Typen A, AC, B

Typ B

Typen A, B

M3_

Typ A

Typ AC

Typ B Typ F

selektiv KS kurzzeit-verzögert

Stellen möglicher Fehlerströme bei einemUmrichter

Hinweise! Differenzstromgeräte, z.B. RCDs, sind inDC-Netzen nicht verwendbar,

! Typ-A-Geräte darf man nicht netzseitig vorTyp-B-Geräte schalten.Kennzeichnungen an Differenzstromgeräten

AC Alternating Current RCD Residual Current protective Device IN BemessungsstromDC Direct Current RCM Residual Current Monitor ID Differenzstrom, FehlerstromCBR Circuit Breaker RCU RCU Residual Current Unit IDN Bemessungs-Differenzstrom

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I0 LeerlaufstromIm MagnetisierungsstromIN BemessungsstromPin EingangsleistungPout AusgangsleistungPv LeistungsverlustSN Bemessungsleistung

(beim Trafo)

Win jährlich aufgenommene ArbeitWout jährlich abgegebene ArbeitWvFe Verlust im EisenkernWvCu Verlustarbeit in der Wicklunguk bezogene Kurzschlussspannung

(in %)Uk Kurzschlussspannung (in V)UN Bemessungsspannung

Xs Blindwiderstand wegen magn.Streuung (s sigma)

Z Impedanz der Lastn Wirkungsgrad (n eta)f Arbeitsgrad, Nutzungsgrad

(f zeta)Indizes1, in eingangsseitig2, out ausgangsseitig

Pv = PvFe + PvCuPv = Pin − Pout3

SN = UN · IN1

n =PoutPin

5

f =WoutWin

7

4

SN = 123 · UN · IN2

n =Pout

Pout + PvFe + PvCu6

f =Wout

Wout + WvFe + WvCu8

Weitere Betriebsgrößen vonTransformatorenMore Operating Quantities ofTransformers

Bestimmung der Betriebsgrößen Eisenverluste, Kupferverluste, Verhalten mit Last

Fall, Anwendung Ersatzschaltung Zeigerbild Bemerkungen

Leerlauf jeweils an UNMessung von I0 fi Immit Strommesser undvon PvFemit Leistungs-messer.PvFe ist unabhängigvon der Belastung.

UN

¡0

¡m

XmRFe

¡Fe

¡m

¡0¡Fe

UN

I0 ist annähernd Im.Im Ersatzwiderstand RFe trittPvFe auf. Die magnetischeStreuung s ist sehr klein.

Ausgang kurzschließenund Eingang Anschlussan Uk,Messung von PvCumitLeistungsmesser.PvCu ist quadratischabhängig vom Last-strom.

Uk U2 = 0 V

¡N XÛRCu

Uk

¡N

UXÛ

URCu

Durch Anschluss an Uk =uk · U1N/100 fließt der volleBemessungsstrom, sodassPvCu gemessen wird. Diemagnetische Streuung s istgroß und bewirkt einen Blind-widerstand Xs.

Betrieb mit Last an UNDie Ausgangsspan-nung mit Last hängtgegenüber dem Leer-lauf hier von PvCu undXs sowie Z ab. U2N U2

¡2 XÛRCu

Z

¡2 ¡2

ƒ

U2N U2NU2 U2

Bei Wirklast und induktiverLast liegt an der Last einekleinere Spannung als U2N.Bei kapazitiver Last kann U2größer sein als U2N.

Verluste, Wirkungsgrad, Jahresnutzungsgrad

Begriffe Erklärung Formeln

Bemesssungsleistung(beim Trafo Scheinleis-tung)BemessungsspannungBemessungsstrom

Aus Scheinleistung SNfolgt über die Bemes-sungsspannung UN derBemessungsstrom IN.Phasenfaktor 123.

bei einphasigem AC bei dreiphasigem 3AC

Verlustleistung PvEisenverlust PvFeKupferverlust PvCu

Wirkleistungsverlustdurch Ummagnetisie-rung und Erwärmungder Wicklung

Wirkungsgrad n (eta) Verhältnis von nutzba-rer Leistung zur aufge-wendeten Leistung

Jahresarbeitsgrad,Jahresnutzungsgrad f(zeta)

Verhältnis von nutzba-rer jährlicher Arbeit zuraufgewendeten jährli-chen Arbeit

30103_s199_286_SE 18.12.14 07:18 Seite 223

Zählerschaltungen (Beispiele)

einphasige Erzeugungseinheit

Nennleistung:≤ 4,6 kVA,Zähler:Z1 Bezug derKundenanlage,Z2 Lieferungund Bezug derEinheit,Volleinspeisung

dreiphasige Erzeugungseinheit

Nennleistung:≤ 13,8 kVA,Zähler:Z1 Bezug derKundenanlage,Z2 Lieferungund Bezug derEinheit,Volleinspeisung

dreiphasige Einheit

Nennleistung:< 30 kVA,Zähler:Z1 Bezug derKundenanlage,Z2 Lieferungund Bezug derEinheit,Überschuss-einspeisung zwei dreiphasige Einheiten

Nennleistung:≤ 4,6 kVAp,Zähler:Z1 Bezug derKundenanlage,Z2 Lieferungund Bezug derEinheiten,Überschuss-einspeisung

EEG erneuerbare Energiengesetz, kVA = Kilo-Voltampere, Bemessungswert, PV Photovoltaik, VDE-AR-N VDE-Anwendungsrichtlinie Netz, VNBW Verteilungs-Netzbetreiber

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Eigenerzeugungsanlagen 2 Private Power Generating Systems 2

Abrechnungsmessung vgl. VDE-AR-N 4105

Benennung Erklärung Beispiele, Bemerkungen

VolleinspeisungDie gesamte erzeugte Energie wirdin das VNB-Netz eingespeist undnach EEG vergütet. Erfordert zweiZähler, der Zweirichtungszähler Z2für Lieferung und Bezug Genera-toreigenverbrauch.

Die selbst verbrauchte Energie ausdem VNB-Netz und der Eigenerzeu-gungsanlage wird vom Bezugs-zähler erfasst und nach dem VNB-Tarifberechnet. Dieser ist niedrigerals die EEG-Vergütung.

Eigentlich genügen für die Vollein-speisung zwei normale Zähler mitRücklaufsperre. Die VDE-AR-Nschlägt Z2 als Zweirichtungszählervor, damit der Eigenverbrauch desGenerators erfasst wird.

ÜberschusseinspeisungNur der ins VNB-Netz eingespeisteEnergieüberschuss wird mit demhohen Tarif nach EEG vergütet.Erfordert 3 oder 2 Zähler mitzusammen 3 Messwerken.

Der selbst verbrauchte Anteil derEigenerzeugung wird vom VNBauch vergütet, aber mit einem klei-neren Tarif. Der Bezug aus demVNB-Netz wird vom VNB berechnetund ist zu bezahlen.

Übliche Anlage für Anlagenbemes-sungsleistung ≤ 100 kVA, z. B. mitt-lere für PV-Anlagen oder Anlagenfür Blockheizkraftwerk BHKW.

Generator, EinheitJede Art von Spannungserzeuger,also z.B. PV-Anlage oder kleineWindkraftanlage.

Die erzeugte Energie jeder Genera-torart ist getrennt zu messen. Beizwei Geratorarten sind erforderlich4 Zähler.

Kombinationen der Arten vonGeneratoren sind z.B. PV-Genera-tor und BHKW oder Kleinwind- undWasserkraftanlage.

Anschluss einer Erzeugungsanlage von zwei verschiedenen Generatoren ≤ 30 kVA mit Überschusseinspeisungnach VDE-AR-N 4105

Strom

kreisverteile

r

Hau

sans

chlusska

sten

Erze

ugun

gsan

lage

4,6 kVAp

4,6 kVAp

G1_

HAKZ1Z3

_1_/N/PE

1_/N/PE

NA-Schutz

NA-SchutzZ2b

Z2a

HAK

Z1 Z2

vomGenerator

HAK

Z1 Z2

HAK

Z1 Z2

von Generatoren

HAK

Z1

Z2b

Z3

Z2a

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Intelligente Stromnetze Smart Grids

Merkmal Erklärung Bemerkungen

Aufgabe

SmartMetering

Ein intelligentes Stromnetz stellt die Strom-versorgung unter kostengünstigen Gesichts-punkten sicher. Dazu sind Datenkommunikati-on und Steuerung zwischen Stromerzeugern,elektrischen Speichern, elektrischen Verbrau-chern und Netzbetriebsmitteln in den Ener-gieübertragungsnetzen erforderlich. Basis istein Zählerfernauslesen (Smart Metering)durch die Verteilungsnetzbetreiber (VNB).

Ziel ist, Energienetze ausgeglichen auszulasten,insbesondere in Zeiten kleiner bzw. höchster Aus-lastung. Dadurch kann die gesamte Netzinfra-struktur kleiner ausgelegt werden, sodass kleine-re Kosten für den VNB und somit für den Ver-braucher anfallen. Hierzu müssen elektrische Ver-braucher möglichst zeitgesteuert vom elektri-schen Netz mit Energie versorgt werden.

Ursache

dezentraleEnergie-erzeu-gung

Infolge dezentraler Energieerzeugungsanla-gen mit Schwankungen in der Energieerzeu-gung, z. B. Photovoltaikanlagen, Windkraftan-lagen, Biogasanlagen, Kraft-Wärme-Kopp-lungsanlagen oder Blockheizkraftwerke, sindLastregelung, Spannungshaltung im Vertei-lungsnetz und Aufrechterhaltung der Netzsta-bilität anspruchsvoller als bei zentraler Ener-gieerzeugung durch große Kraftwerke.Zu berücksichtigen ist, dass kleine dezentraleEnergieerzeugungsanlagen im Gegensatz zumittleren bis großen Kraftwerken direkt in dasNiederspannungsnetz oder Mittelspannungs-netz einspeisen, was gesteuert werden muss.europa.eu.int/comm/research/energy Dezentrale Energieerzeugung

SmartMeter

MUC

Digitale Zähler, die den aktuellen Energiever-brauch anzeigen und automatisch an einenComputer melden. Dieser kann Leitrechnereiner Gebäudeautomation sein oder überInternet-Router mit demVNB kommunizieren.Dadurch kann der VNB tarifvariabel abrech-nen. Andererseits kann der VNB diesem Com-puter mitteilen, wann der Strom „teuer“ ist.www. proteus-solutions.de

Als Smart Meter gibt es Strom-/Spannungszähler,Gaszähler, Wasserzähler. Die unterschiedlichenZählerdaten können z.B. für eine gesamthafteEnergieabrechnung über einen zentralen Daten-konzentrator MUC (Multi Utility CommunicationDevice, Computer) gesammelt werden.Die Anzeige der aktuellen Verbrauchsdaten, Tarifeist auch auf Smartphones möglich, ferner bei ent-sprechender Gerätevernetzung das manuelleAktivieren von elektrischen Verbrauchern.

Ver-netzung

M-Bus

Vernetzen der Smart Meter mit übergeordne-tem Computer erfolgt z. B. wireless über M-Bus (Meter-Bus). Bei einer Gebäudeautoma-tion ist eine M-Bus-Kopplung an KNX mög-lich. Somit können Verbraucher gezieltgeschaltet werden.www.qvedis.com

Vernetzung von Smart Metern

Verbrau-cher

Elektrische Verbraucher, z. B. Hausgeräte,müssen automatisiert gestartet werden kön-nen, wenn der Strom zu günstigen Preisen imNetz verfügbar ist. Hierzu müssen die Ver-braucher entsprechende Steuerungen besit-zen oder die Hausinstallation muss entspre-chend ausgelegt sein, z. B. mittels KNX.

Daten-übertra-gung

BPL

Die Datenübertragung zwischen VNB undHaushaltungen/Gewerbe kann entweder mit-tels z. B. UMTS, DSL oder Breitband PowerlineBPL erfolgen.Ist Netzfrequenz 50,2 Hz erreicht, werden z.B.PV-Anlagen automatisch abgeschaltet.Auf Datenschutz ist wegen des Erfassens derhandelsbezogenen Verbrauchsdaten zu ach-ten∫ Erkennen von Verhaltensweisen.www.ppc-ag.de

Breitband Powerline BPL bei Smart Grids

Versorgungsnetze, DatennetzLeit-stelle

Energie Daten

Internet VNB

Gebäudesteuerung

KNX

M-Bus

Wasser Gas KWh

AktorenSensoren

Zähler

Ether-net

VNB-Zentrale

Steuerung, PC

Kraftwerke

Haushalt,Gewerbe

Hochspannung

Mittelspannung

Niederspannung

DatentransportüberNetzleitungen

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Rauchwarnmelder RWM SmokeWarning Indicator

Ansicht, Schaltungen Erklärung Bemerkungen, Ergänzungen

Thermischer Schutz in elektrischen Anlagen

Ü/Ün

Ün = 10 A

5 min

1 min

10 s

5 s

100 ms

50 ms502010

ta

100

Der thermische Schutz durchÜberstrom-Schutzeinrichtungenist begrenzt. Diese müssen wegender Einschaltströme, z. B. vonMotoren, so gebaut sein, dass siez. B. beim Typ B erst beim Dreifa-chen ihres Nennstromes inner-halb von 3 min abschalten. In die-ser Zeit kann aber durch denStrom ein Brand entstehen, z. B.von Holz.

Die zusätzliche Verwendung vonRCDs verbessert wegen des kleinenAuslösestroms von z.B. IDN = 30 mAden thermischen Schutz nur bei Kurz-schlüssen von L zu PE, also nicht vonL zu N (folgende Seite).Der Schutz durch Brandschutzsschal-ter (folgende Seite) ist hoch, jedochaufwendig. Er ist für neue brandge-fährdete Anlagen vorgeschrieben(VDE 0100-410).

Kennlinie einer Überstrom-Schutzeinrichtung

Rauchwarnmelder RWM (auch Rauchmelder genannt)

RWM sind in den meisten Bun-desländern gesetzlich Pflicht beiBrandgefahr, auch in Wohnräu-men. Die Stromversorgungerfolgt meist durch 9-V-Batterien.RWM geben bei entstehendenBränden akustisch Alarm. Über-wachungsbereich meist 40 m2.Montagemeist an der Raumdeckein der Mitte des Bereiches.

Batterie

Sirene

Licht-sensor

LEDoderIRED

Rauchwarnmelder Girawww.gira.de

Komponenten des Rauchwarnmel-ders

Sensorik der RWM

LichtsensorLED RWM enthalten als Rauchsensoreine LED oder IRED, deren Strah-lung erst durch Rauch zu einerFotodiode als Empfänger gelangt.Bei manchen RWM ist zusätzlichein thermischer Sensor enthalten,der Temperaturzunahmemeldet.

Rauch-eingang

Rauch

Rauchsensor ohne Rauch Rauchsensor mit Rauch

Funk-Rauchwarnmelder, Vernetzung, Errichtung, Wartung

Bat-terie

SireneAntenne

Licht-sensor

Trans-ceiver

LED

Funk-RWM enthalten zusätzlicheinen Transceiver (Sende-Emp-fänger) und eine Antenne. Da-durch können Funk-RWM Alarmean andere Funk-RWM geben odervon diesen erhalten. Stromversor-gung durch Batterie oder Netz.Signalübertragung durch Funkoder Leitung.

RWM sind an der Decke der Wohn-räume zu befestigen, vor allem inSchlafräumen und Fluren. Da sie stän-dig arbeiten, sind ihre Batterien nach1 bis 3 Jahren verbraucht. Schon des-wegen sollten RWM jedes Jahr über-prüft und gewartet werden.Zur Prüfung der Funktion genügtmeist die Betätigung einer Taste.Beim Kauf prüfen, ob die Batterie aus-wechselbar ist. www.hager.deKomponenten des Funk-RWM

Funk Leitung und Funk Leitungen

Vernetzung mehrerer RWM kann mit-tels Funk oder Leitung oder Funk undLeitung der dafür geeigneten RWMerfolgen, am einfachsten mit lautergleichen Funk-RWM. Für die Vernet-zung von verschiedenen RWM müs-sen diese kompatibel (miteinanderverträglich) sein.RWM sollten alle 10 Jahre ausge-tauscht werden.Vernetzung von Rauchwarnmeldern

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Documents

Tabellenbuch Elektrotechnik - Microsoft · Format (B x L): 15,2 x 21,5 cm Gewicht: 711 g Weitere Fachgebiete > Technik > Technik Allgemein > Technik: Berufe & Ausbildung schnell und