Versorgungszweige in einem Modellschaltplan lesen - Elektrische Schnittstellen mobiler Maschinen - Ausbildung

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Versorgungszweige in einem Modellschaltplan lesen - Elektrische Schnittstellen mobiler Maschinen - Ausbildung

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Einleitung

Du lernst, wie du Versorgungszweige in einem fiktiven Modellschaltplan einer mobilen Maschine unterscheidest, elektrische Energie vom Steuersignal trennst, Knoten und Rückleiter erkennst und plausible Strom- und Leistungswerte überprüfst. Zielgruppe sind Auszubildende im dritten Ausbildungsjahr zum Elektroniker bzw. zur Elektronikerin für Betriebstechnik. Alle Bezeichnungen, Geräte und Zahlen im Ausbildungsfall sind erfunden. Es wird weder ein echter Fahrzeugschaltplan noch eine Herstellerunterlage dargestellt.

Sicherheitsgrenze: Sämtliche Arbeitsaufträge sind Papier-, Tabellen- oder reine Software-Simulationsaufgaben ohne Ansteuerung realer Hardware. Keine Arbeiten an Kranen, mobilen Arbeitsmaschinen, Batterien, Drucksystemen oder unter Spannung stehenden Anlagen. Jede praktische Erprobung außerhalb dieses Kurses bedarf einer gesonderten Gefährdungsbeurteilung, qualifizierter Aufsicht, betrieblicher Vorgaben und geeigneter Befähigung. Dieser Kurs ist keine Herstellerfreigabe, kein Befähigungsnachweis und keine fachliche oder rechtliche Vollfreigabe.

Lernziele: Du kannst eine Versorgung vom Pluspol über einen Zweig bis zum Rückleiter verfolgen, Schutz- und Schaltglieder benennen, drei parallele Lastzweige rechnerisch überprüfen, eine 24-V-Energieversorgung von einem 5-V-Signal unterscheiden, Fehlannahmen begründen und eine verständliche Modelldokumentation erstellen.

Einordnung in die Ausbildung: Der KMK-Rahmenlehrplan für Elektroniker/-innen für Betriebstechnik, Beschluss 16.05.2003 in der Fassung 23.02.2018 beschreibt schulische Lernfelder, unter anderem Lernfeld 10 „Energietechnische Anlagen errichten und in Stand halten“ sowie Lernfeld 11 „Automatisierte Anlagen in Betrieb nehmen und in Stand halten“ im dritten Ausbildungsjahr. Der hier betrachtete Fahrzeug-Modellfall ist eine didaktische Übertragung, kein eigener amtlicher Lernfeldtitel. Für die betriebliche Ausbildung ist die Verordnung über die Berufsausbildung in den industriellen Elektroberufen (IndElAusbV), Fassung der Bekanntmachung vom 28.06.2018 mit Anlage 3 für Elektroniker/-innen für Betriebstechnik maßgeblich. Beide Grundlagen haben unterschiedliche Funktionen. Quellenstand der hier nachgesehenen Onlinefassungen: 21.10.2026. Für aktuelle betriebliche Tätigkeiten sind die jeweils gültigen Regeln und Freigaben gesondert zu prüfen.

Abbildung: Einfacher Gleichstromkreis mit Energiequelle, Schalter und Lampe als Einstieg; MikeRun, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons. Das Bild ist nicht der nachfolgende fiktive Mehrzweigplan.

Grundbegriffe beim Lesen eines Schaltplans

Versorgung, Stromlaufplan und Knoten

Ein Stromlaufplan beschreibt elektrische Beziehungen mithilfe von Symbolen und Verbindungen, nicht die wirkliche Lage der Bauteile. Eine Versorgung liefert elektrische Energie; ein Verbraucher nimmt Leistung auf. Ein Versorgungszweig ist ein im Schaltplan abzweigender Pfad zu einer Last oder einer Baugruppe. Ein Knoten ist eine elektrisch verbundene Stelle, von der mehrere Pfade ausgehen. Im Modell ist „0 V“ der vereinbarte Bezugspunkt und Rückleiter. Das ist keine Aussage über Schutzleiter oder Gehäusemasse eines realen Fahrzeugs.

Beim Lesen beginnst du am Quellenanschluss, prüfst die Verbindungen und alle dazwischenliegenden Komponenten und verfolgst danach den Rückweg zur Quelle. Die grafische Richtung eines Strichs beweist allein keine Stromrichtung. Die hier verwendete technische Stromrichtung verläuft bei geschlossenem Gleichstromkreis im äußeren Stromkreis vom positiven zum negativen Quellenpol.

Abbildung: Allgemeine Gleichstromdarstellung; MikeRun, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons. Die konkrete Pfeil- und Schalterdarstellung ist anhand der Legende zu lesen.

Symbole und Bezeichner

Ein Schalter öffnet oder schließt modellhaft einen Pfad. Eine Sicherung stellt ein Schutzglied gegen bestimmte Überstrombedingungen dar; sie ist kein Ersatz für eine fachliche Schutz- und Leitungsdimensionierung. Bezeichner machen das Lesen eindeutig: B1 steht in diesem Kurs für die fiktive Quelle, F für Schutzglieder, Q für Schalter, H für die Anzeige, R für die fiktive Last, G für den DC/DC-Wandler und A für eine Auswerteeinheit. Diese Kennungen sind ausschließlich die Legende dieses Modells.

Abbildung: Einfaches Sicherungssymbol; MovGP0, gemeinfrei, Wikimedia Commons.

Abbildung: Batteriezeichen und Stromkreis als allgemeine Symbolhilfe; Chris-martin, gemeinfrei, Wikimedia Commons.

Merksatz: Erst Legende, Versorgungspotenziale und Knoten prüfen, dann den Verlauf eines Zweiges lesen. Aus der äußeren Gestalt eines Symbols darfst du keine reale Schutzeignung ableiten.

Ausbildungsfall: Modellplattform M24

Fiktiver Auftrag und Planlegende

Die Ausbildungswerkstatt „M24-Lernlabor“ erhält einen rein theoretischen Auftrag: In einem papierbasierten Plan einer mobilen Modellplattform sollen eine Anzeige, eine Lastattrappe und eine Steuerelektronik versorgt werden. Du sollst erklären, welcher Zweig wofür zuständig ist und wie die Ströme zusammenhängen. Die Bezeichnung „mobile Maschine“ liefert nur den beruflichen Kontext; eine echte Maschine ist ausdrücklich nicht vorhanden.

Datenblatt des frei erfundenen Rechenmodells:

• B1: ideale Gleichspannungsquelle mit U = 24,0 V; dies ist eine Rechengröße, keine Aufbauanleitung.
• F0: fiktives übergeordnetes Schutzglied mit Aufschrift 5 A; daraus folgt keine zulässige Auswahl für eine reale Anlage.
• Knoten X0: Verzweigung nach F0 in drei parallele Versorgungszweige, die alle auf den modellierten 0-V-Rückleiter zurückführen.
• Zweig Z1: F1 mit Aufschrift 1 A, danach Schalter Q1 und Anzeigelast H1, Nennwert 24 V und 6 W.
• Zweig Z2: F2 mit Aufschrift 3 A, danach Schalter Q2 und reine Lastattrappe R2, Nennwert 24 V und 48 W.
• Zweig Z3: F3 mit Aufschrift 1 A, danach Wandler G1 mit Eingang 24 V und Ausgang 5,0 V; am Ausgang liegt die fiktive Steuerlast A1 mit 5,0 V und 1,0 A. Der angenommene Wirkungsgrad von G1 beträgt 80 Prozent.
• Signal S1: logische 5-V-Information von A1 zur gedanklichen Statusanzeige. S1 trägt in dieser Aufgabenstellung keine separat bilanzierte Last und ist kein zusätzlicher 24-V-Versorgungszweig.

Zweigliste des Papier-Stromlaufplans:

Pfad	Folge der Anschlussstellen	Ausgang/Last	Rückweg
Gemeinsamer Pfad	B1 Plus → F0 → X0	24 V vor der Verteilung	B1 Minus ist Modellbezug 0 V
Z1 Anzeige	X0 → F1 → Q1 → H1	H1 mit 6 W bei 24 V	H1 → 0 V → B1 Minus
Z2 Lastattrappe	X0 → F2 → Q2 → R2	R2 mit 48 W bei 24 V	R2 → 0 V → B1 Minus
Z3 Steuerung	X0 → F3 → G1 Eingang Plus	G1 Eingang 24 V, Ausgang 5 V → A1	G1 Eingang Minus → 0 V; A1 → G1 Ausgang Minus
S1 Logik	A1 → S1 → fiktiver Logikeingang	Signalpegel 0 oder 5 V	logisch vereinbarter Bezug G1 Ausgang Minus

Die 5-V-Ausgangsseite wird nur funktional beschrieben. Ob ein realer Wandler eine galvanische Trennung besitzt und wie Rückleiter verbunden werden, wäre anhand echter Datenblätter zu prüfen; die Tabelle behauptet keine solche Trennung. Ein gestricheltes Signalschema wäre deshalb kein Beleg für eine elektrische Verbindung zum 24-V-Plus.

So liest du den ersten Zweig

Starte mit B1 Plus und lies B1 → F0 → X0. Wähle dort Z1: F1 → Q1 → H1 → 0 V → B1 Minus. Bei geschlossen gedachtem Q1 liegt an H1 im idealisierten Modell die volle Quellenspannung von 24 V an. Bei offenem Q1 fließt über diesen Zweig im vereinfachten Modell kein Laststrom; die beiden anderen Zweige bleiben davon unabhängig, sofern ihre Schalter geschlossen sind und die Quelle ideal bleibt.

Dasselbe Vorgehen funktioniert mit Z2. Bei Z3 endet der 24-V-Pfad am Eingang des Wandlers G1. Erst dessen Ausgang stellt die 5-V-Versorgung für A1 bereit. Die Zahl 5 V bezeichnet hier das Ausgangspotenzialniveau und darf nicht mit 5 A der Aufschrift F0 verwechselt werden.

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Video (deutsch): Hauptstromkreis und Steuerstromkreis: Unterschied und Trennung erklärt – #Sogeht by Sven Stemmler. Das Video erläutert Haupt- und Steuerstromkreis. Vergleiche die Unterscheidung mit den Energie- und Signalpfaden des fiktiven Modells; keine Freigabe für reale Arbeiten. Rechte beim jeweiligen Anbieter; keine freie Inhaltslizenz behauptet.

Energie- und Signalpfade fachgerecht abgrenzen

Ein gemeinsamer Einspeisepunkt und drei parallele Lasten

Bei einer Parallelschaltung haben die drei Eingänge des Modells denselben 24-V-Einspeisepunkt X0 und jeweils ihren Rückweg zur Quelle. Die Spannung von 24 V liegt im idealisierten Fall an jedem geschlossenen 24-V-Eingangszweig an. Die Zweigströme addieren sich am gemeinsamen Einspeisepunkt zur Gesamtstromstärke. Dagegen addierst du nicht die Nennspannungen der parallelen Lasten.

Beispiel: Wenn nur Q1 geschlossen ist, bleibt die Anzeige Z1 als Last aktiv, während Z2 keinen Laststrom zieht. Wird Q2 zusätzlich geschlossen, steigt der Gesamtstrom um den Strom von R2. Z3 bleibt in diesem Rechenbeispiel dauerhaft aktiv; die Steuerlast läuft über G1.

Abbildung: Allgemeine Darstellung eines elektrischen Stromkreises; Maxmath12, CC0 1.0, Wikimedia Commons. Die Grafik zeigt nicht den M24-Plan.

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Deutschsprachiges Video „Azubis erklären Grundlagen der Elektrotechnik: Reihen- und Parallelschaltung“, HPS – Hanseatic Power Solutions GmbH, veröffentlicht 08.07.2021. Veranschaulicht das Prinzip, ist aber nicht Teil eines Herstellerschulungsprogramms.

Die Signalleitung führt nicht dieselbe Aufgabe aus

Ein Energiepfad versorgt eine Last mit nutzbarer elektrischer Leistung. Ein Signalpfad übermittelt einen Zustand oder Messwert, etwa logisch „ein“ oder „aus“. S1 besitzt im Modell einen binären Pegel von 0 V oder 5 V bezogen auf den definierten Logikbezug. Aus der Pegelangabe darfst du nicht schließen, dass S1 selbst eine 5-V-Versorgung für R2 bereitstellt. Für die einfache Gesamtleistungsbilanz ist die Signalaufnahme in der angegebenen 1-A-Steuerlast von A1 mit enthalten.

Schlussfolgerung für einen Fehlerfall: Ein unterbrochenes S1 kann die Statusinformation unlesbar machen, während Z1 und Z2 weiterhin elektrisch versorgt sein können. Eine unterbrochene 24-V-Zuleitung vor F0 unterbricht dagegen alle drei Einspeisungen. Ursachen und Wirkungen sind getrennt zu notieren.

Animation: Strom als gerichtete Bewegung elektrischer Ladungen, And1mu, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons. Die Animation erklärt das Grundprinzip, nicht die inneren Zustände einer realen mobilen Maschine.

Den Modellplan mit Zahlen prüfen

Zweigströme und Leistungen berechnen

Für eine idealisierte Gleichstromlast gilt P = U · I und damit I = P / U. Einheiten: Leistung in Watt (W), Spannung in Volt (V), Strom in Ampere (A). Für H1 ergibt sich I1 = 6 W / 24 V = 0,250 A. Für R2 gilt I2 = 48 W / 24 V = 2,000 A. Für die Steuerlast am Ausgang von G1 erhältst du P_out = 5,0 V · 1,0 A = 5,0 W.

Der Wandler arbeitet laut Modellannahme mit η = 0,80. Deshalb benötigt er am Eingang P_in = P_out / η = 5,0 W / 0,80 = 6,25 W. Bei 24,0 V entspricht das I3 = 6,25 W / 24,0 V = 0,2604 A gerundet auf vier Nachkommastellen. Die Wandlerverluste ergeben sich rechnerisch zu P_V = 6,25 W − 5,0 W = 1,25 W.

Sind Q1 und Q2 geschlossen, ist der Gesamtstrom I_ges = I1 + I2 + I3 = 0,250 A + 2,000 A + 0,260416… A = 2,5104 A (gerundet). Die aufgenommene Gesamtleistung der idealen 24-V-Quelle ist P_ges = 24,0 V · 2,510416… A = 60,25 W. Gegenprüfung: 6 W + 48 W + 6,25 W = 60,25 W. Die hier verwendete Rundung verursacht nur minimale Zwischendifferenzen.

Rechengröße	Ansatz	Ergebnis
Z1 Strom	6 W / 24 V	0,250 A
Z2 Strom	48 W / 24 V	2,000 A
Z3 Ausgangsleistung	5,0 V · 1,0 A	5,0 W
Z3 Eingangsleistung	5,0 W / 0,80	6,25 W
Z3 Eingangsstrom	6,25 W / 24,0 V	0,2604 A
Wandlerverlust	6,25 W − 5,0 W	1,25 W
Gesamtstrom	0,250 A + 2,000 A + 0,260416… A	2,5104 A
Gesamtleistung	6 W + 48 W + 6,25 W	60,25 W

Was sagen die Schutzglieder tatsächlich aus?

Die Aufschriften 5 A, 1 A, 3 A und 1 A dienen nur als fiktive Planinformationen. Aus einem Nennwert allein folgt nicht, dass ein Schutzgerät im Fehlerfall sicher auslöst oder eine Leitung ausreichend schützt. Dazu fehlen u. a. reale Kennlinien, Stromquelleneigenschaften, Kurzschlussströme, Leitungsdaten, Einbau- und Umgebungsbedingungen sowie verbindliche technische Vorgaben. Du sollst lediglich prüfen, ob die berechneten Betriebsströme im Modell nachvollziehbar unter den aufgedruckten Werten liegen; du darfst daraus keine Dimensionierungsfreigabe herleiten.

Vergleich: 0,250 A ist kleiner als die Modellaufschrift von F1 (1 A); 2,000 A ist kleiner als F2 (3 A); 0,2604 A ist kleiner als F3 (1 A); 2,5104 A ist kleiner als F0 (5 A). Diese vier Vergleiche sind nur ein Plausibilitätscheck im Rechenmodell. Insbesondere ist nicht gezeigt, welcher Schutz zuerst anspricht, ob die Stromquelle Fehlerströme liefern könnte oder ob eine tatsächliche Selektivität besteht.

Fehlerbilder und digitale Dokumentation

Zwei Störungsszenarien im Papiermodell

Szenario A – Q2 offen: Die Lastattrappe R2 führt im idealisierten Modell keinen Strom. Z1 und Z3 laufen unverändert. Daher I_ges,A = 0,250 A + 0,260416… A = 0,5104 A und P_ges,A = 6,0 W + 6,25 W = 12,25 W. Der Befund „H1 leuchtet, A1 ist versorgt, R2 ist aus“ ist mit der Zweigliste vereinbar; über die Ursache der Schalterstellung sagt das nichts aus.

Szenario B – Versorgung vor X0 gedanklich unterbrochen: Alle drei Zweige erhalten im idealisierten Modell keine 24-V-Einspeisung. Die modellierte 5-V-Ausgabe G1 fällt ebenfalls aus. Es wäre falsch, dies ohne weitere Informationen allein als Defekt von A1 zu beschreiben. Auch der Rückleiter und mögliche gespeicherte Energie in realen Systemen müssten in einer echten Fachbeurteilung berücksichtigt werden; hier sind solche Effekte ausgeschlossen.

Ein prüfbarer Kurzbericht

Schreibe für jeden theoretischen Fehler in vier Schritten: Befund (was die Aufgabenstellung vorgibt), betroffener Pfad (welche Folge der Anschlussstellen betroffen ist), Begründung (welche anderen Zweige bleiben versorgt) und Grenze (welche Aussagen die Modellannahmen nicht gestatten). Zeichne vor dem Bericht die drei Versorgungszweige mit unterschiedlichen Textetiketten Z1, Z2, Z3 und kennzeichne S1 ausdrücklich als Signal.

Beispielprotokoll: „Z2 ohne Laststrom bei offenem Q2; Pfad X0–F2–Q2–R2–0 V betroffen. Z1 und Z3 bleiben im idealen Parallelmodell versorgt. Kein Rückschluss auf reale Defekte, Leitungsquerschnitte oder Schutzwirkung.“ Notiere Datum, Version der Modellskizze, Einheiten und jede zugrunde gelegte Annahme. Vermeide personenbezogene Daten.

Transferfrage: Warum ist die Unterscheidung von Versorgungs-, Rückleiter- und Signalpfad bei Fehlerberichten wichtiger als bloß das Wiedererkennen einzelner Bildsymbole? Begründe mit mindestens zwei der Szenarien aus diesem Kurs.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Prüfe dein Wissen

Was beschreibt im Modell der Knoten X0? (Die Aufteilung der gemeinsamen 24-V-Einspeisung in drei Zweige) (!Eine zusätzliche ideale Spannungsquelle mit 5 V) (!Die mechanische Position des Schalters Q2) (!Den 5-V-Signalzustand S1)

Rückmeldung: X0 liegt nach F0 und vor den drei Zweigen. Ein Knoten bezeichnet eine elektrische Verbindung, weder eine Spannungsumwandlung noch eine mechanische Stelle.

Welche Reihenfolge beschreibt den Z1-Pfad richtig? (B1 Plus dann F0 dann X0 dann F1 dann Q1 dann H1 dann 0 V) (!B1 Plus dann S1 dann H1 dann G1 dann 0 V) (!B1 Minus dann F2 dann Q2 dann A1 dann 24 V) (!G1 Ausgang dann F0 dann X0 dann R2 dann 0 V)

Rückmeldung: Nur die erste Folge stimmt mit der verbindlichen Zweigliste überein. S1 ist ein Signal und G1 gehört zu Z3.

Welcher Strom fließt rechnerisch durch H1 bei 24 V und 6 W? (0,250 A) (!4,000 A) (!0,040 A) (!144,000 A)

Rückmeldung: I = P geteilt durch U ergibt 6 W / 24 V = 0,250 A. Einheiten dürfen beim Teilen nicht vertauscht werden.

Welche Betriebsstromstärke hat R2 im fiktiven Nennfall? (2,000 A) (!0,500 A) (!48,000 A) (!1152,000 A)

Rückmeldung: 48 W / 24 V ergeben 2,000 A. Die Wattzahl ist keine Stromstärke.

Welche Leistung entnimmt der Wandler dem 24-V-Zweig bei 5 W Ausgangsleistung und 80 Prozent Wirkungsgrad? (6,25 W) (!4,00 W) (!5,00 W) (!25,00 W)

Rückmeldung: P Eingang = 5 W / 0,80 = 6,25 W. Der Eingang muss im Verlustmodell mehr Leistung aufnehmen als am Ausgang abgegeben wird.

Wie groß ist der gerundete Gesamtstrom bei geschlossenen Q1 und Q2? (2,5104 A) (!3,2500 A) (!2,2604 A) (!5,0000 A)

Rückmeldung: In der Parallelverteilung summieren sich 0,250 A, 2,000 A und rund 0,2604 A. 5 A ist die Aufschrift von F0 und kein berechneter Betriebsstrom.

Welche Aussage über die Signalleitung S1 ist zutreffend? (S1 übermittelt im Modell einen logischen Zustand und bildet keinen vierten Lastzweig) (!S1 ersetzt die gesamte 24-V-Versorgung) (!S1 liefert der Lastattrappe 48 W) (!S1 ist mit F0 elektrisch identisch)

Rückmeldung: Ein Signal kennzeichnet Information. Die angegebenen 0 oder 5 V belegen allein keine Versorgungskapazität für R2.

Was folgt im idealisierten Modell aus einem offenen Q2? (Z2 führt keinen Laststrom und die übrigen Zweige bleiben versorgt) (!Sämtliche Zweige werden automatisch stromlos) (!Der Wandler erhält statt 24 V plötzlich 48 V) (!Die Quelle liefert zwingend den Strom von F0)

Rückmeldung: Durch den offenen Schalter ist nur der Z2-Pfad unterbrochen. Q1 und die Versorgung G1 sind unabhängig modelliert.

Welche Aussage über die Sicherungsaufschrift F1 mit 1 A ist fachlich korrekt? (Sie erlaubt nur einen beschränkten Zahlenvergleich ohne reale Schutznachweise) (!Sie beweist eine vollständige Schutzkoordination) (!Sie bestätigt die Eignung jeder denkbaren Leitung) (!Sie garantiert das Abschalten eines beliebigen Fehlerstroms)

Rückmeldung: Ohne Kennlinie, Leitung, Quelle und weitere Randbedingungen ist aus einer bloßen Nennstromangabe keine reale Schutzwirkung nachgewiesen.

Welche Quelle regelt den betrieblichen Ausbildungsrahmen für den genannten industriellen Ausbildungsberuf? (Die Verordnung über die Berufsausbildung in den industriellen Elektroberufen mit Anlage 3) (!Allein die Liste der Schulferien) (!Ausschließlich der deutschsprachige Wikipediaartikel) (!Eine fiktive Herstellerfreigabe aus diesem Modellfall)

Rückmeldung: Die IndElAusbV mit Anlage 3 betrifft die betriebliche Ausbildung. Die KMK beschreibt getrennt davon schulische Lernfelder.

Memory

Ordne jedem Begriff seine präzise Bedeutung zu. Die Paare sind jeweils eindeutig und bilden zentrale Bausteine der Modellanalyse.

Knoten X0	Gemeinsamer Abzweigpunkt nach dem übergeordneten Schutzglied
Anzeigelast H1	Fiktiver Verbraucher mit sechs Watt bei vierundzwanzig Volt
Wandler G1	Gedankliche Spannungsumsetzung vom Eingang zur Fünfvoltversorgung
Signal S1	Logische Zustandsinformation statt leistungsführendem Lastzweig
Rückleiter	Vereinbarter Pfad zum Bezugspunkt der jeweiligen Modellversorgung
Wirkungsgrad	Verhältnis abgegebener zu aufgenommener Leistung

Drag-and-Drop

Ordne die gedanklichen Prüfhandlungen jeweils der passenden Planfrage zu. Jeder Ausdruck besitzt genau ein Gegenstück.

Passende Prüfhandlung	Zuordnung im Modell
Quelle identifizieren	Am Bauteil B1 beginnt die Versorgung
Abzweig erkennen	Hinter F0 ist der Knoten X0 eingezeichnet
Versorgungsart prüfen	G1 unterscheidet Eingangsversorgung und Ausgangsversorgung
Rückweg verfolgen	Jede modellierte Last benötigt ihren zugehörigen Bezug
Informationsweg markieren	S1 trägt den Logikzustand zu einem Auswerteeingang

Kreuzworträtsel

Löse die Fachbegriffe. Alle Lösungen bestehen aus genau einem Wort und sind keine Produktbezeichnungen.

Sicherung	Welches Schutzglied wird im Modell mit F bezeichnet?
Knoten	Wie heißt der Punkt, an dem Zweige elektrisch zusammenlaufen?
Wandler	Welche Baugruppe setzt die modellierte Spannung auf fünf Volt um?
Rückleiter	Welcher Pfad führt von einer Last zum zugehörigen Bezug zurück?
Leistung	Welche elektrische Größe hat die Einheit Watt?
Signal	Was überträgt einen logischen Zustand statt einer großen Lastleistung?

LearningApps

Suche nach zusätzlichen Zuordnungs- und Stromkreisübungen; das folgende LernApps-Suchfenster ist kein Nachweis für eine bestimmte geprüfte Fremdaufgabe.

Lückentext

Ergänze pro Satz genau einen zentralen Fachbegriff oder Zahlenwert aus dem fiktiven Fall.

Ergänze die fehlenden Angaben des M24-Modells.

Die gemeinsame Modellversorgung beträgt Volt.

Nach F0 verteilt der elektrische X0 die Einspeisung.

Der erste Versorgungszweig speist die H1.

Die Lastattrappe R2 gehört zum zweiten .

Der Wandler G1 liefert am Ausgang eine Spannung von Volt.

Die elektrische Leistung wird in angegeben.

Der Strom durch H1 beträgt Ampere.

Die Lastattrappe R2 benötigt im Nennfall Ampere.

Der angenommene Wirkungsgrad von G1 ist Prozent.

Die Verluste von G1 betragen Watt.

Der gemeinsame Eingangsstrom ist näherungsweise Ampere.

Die Leitung S1 stellt einen logischen dar.

Beim offenen Q2 bleibt die parallele Steuerungsversorgung .

Eine reine Schutzgliedaufschrift liefert keine gesicherte .

Offene Aufgaben

Bearbeite sämtliche Aufgaben nur als Text, Skizze, Tabellenkalkulation oder Simulation ohne angeschlossene reale Geräte. Ordne deine Ergebnisse nach den drei Niveaus.

Leicht

1. Zweige markieren: Übertrage die Zweigliste in eine Papierzeichnung und kennzeichne Z1, Z2 und Z3 mit eindeutigen Beschriftungen; notiere die Rückleiter separat.
2. Potenziale erklären: Verfasse fünf Sätze zu 24 V, 5 V, 0 V und der Unterscheidung zwischen Pegel und elektrischer Leistung.
3. Symbolkartei: Erstelle sechs Karten mit B1, F0, F1, Q1, G1 und H1, jeweils mit Bedeutung und einer Modellgrenze.
4. Lesepfad beschreiben: Formuliere den vollständigen Versorgungspfad von Z2 und erläutere, warum das Öffnen von Q2 den Zweig Z3 nicht abschaltet.

Standard

1. Stromtabelle berechnen: Berechne I1, I2 und I3 mit Einheiten und prüfe die Gesamtleistung durch zwei voneinander unabhängige Rechenwege.
2. Wandlerbilanz erstellen: Zeige den Zusammenhang zwischen fünf Watt Ausgangsleistung, sechs Komma zwei fünf Watt Eingangsleistung und eins Komma zwei fünf Watt Verlust an einem Diagramm oder Textschema.
3. Fehlerbericht schreiben: Erstelle für den gedachten offenen Q2 einen strukturierten Kurzbericht mit Befund, betroffener Verbindung, rechnerischer Folge und Grenzen.
4. Tabellenmodell: Baue eine rein digitale Rechentabelle mit den Zuständen Q1 offen/geschlossen und Q2 offen/geschlossen; setze Z3 konstant aktiv und kontrolliere vier mögliche Gesamtströme.

Schwer

1. Fehlerhypothesen vergleichen: Stelle gedankliche Unterbrechungen vor X0, hinter F1 und nur im Signal S1 gegenüber und entwickle für jede Variante mindestens zwei überprüfbare Modellvorhersagen.
2. Annahmen kritisch prüfen: Untersuche, wie sich die rechnerische Strombilanz bei angenommenen 70 statt 80 Prozent Wirkungsgrad von G1 verändert; berechne I3 und Iges erneut.
3. Schnittstellenmatrix: Entwickle eine Tabelle mit Quelle, Senke, nominellem Potenzial, Zweck, Bezug und offener Sicherheitsfrage für jeden Versorgungs- und Signalpfad.
4. Peer-Review durchführen: Tausche einen anonymisierten selbst erstellten Modellbericht aus, kontrolliere Einheiten, Rückwege und Quellenunterscheidung anhand einer Checkliste und begründe mindestens drei Verbesserungsvorschläge.

Lernkontrolle

1. Rechnung und Gegenrechnung: Leite die 2,5104 A aus den drei Zweigströmen her und prüfe die Gesamtleistung aus 24 V und dem nicht vorzeitig gerundeten Stromwert.
2. Zustandsänderung: Berechne Iges für Q1 offen, Q2 geschlossen, Z3 aktiv; begründe mit Zweigliste und idealen Annahmen das Ergebnis 2,2604 A.
3. Sensitivitätsanalyse: Ermittle für η = 0,70 den neuen Eingangsstrom von G1 und beschreibe, welche anderen Zweigströme im idealen Modell unverändert bleiben.
4. Pfadbegründung: Erkläre, weshalb die Aussage „S1 ist der vierte 24-V-Lastzweig“ falsch ist und welche zusätzliche Information du für eine reale Signalbewertung bräuchtest.
5. Schutzgrenzen: Formuliere drei Gründe, warum 2,5104 A unterhalb einer Aufschrift von 5 A keinen verifizierten Schutz oder sichere Selektivität nachweist.
6. Rechtliche Einordnung: Unterscheide mit mindestens zwei Beispielen das Lernfeld des KMK-Rahmenlehrplans von den betrieblichen Fertigkeiten der IndElAusbV und nenne je eine Originalquelle.

Lösungshilfe zur Selbstprüfung: Q1 offen bei aktivem Z2 und Z3 ergibt 2,000 A + 0,260416… A = 2,2604 A. Bei η = 0,70 benötigt G1 5/0,70 = 7,1429 W Eingang; I3 = 7,1429/24 = 0,2976 A und Iges bei beiden geschlossenen Schaltern gerundet 2,5476 A. Rechne mit ungerundeten Zwischenwerten und dokumentiere deine Rundungsregel.

Lernnachweis

Als Lernnachweis dient ein nicht personenbezogenes Mini-Dossier mit einer beschrifteten Zweigskizze, einer nachvollziehbaren Strom-/Leistungsrechnung mit Einheiten, einem Soll-Ist-Vergleich zweier fiktiver Schalterzustände, einer Erklärung des Unterschieds von Energie- und Signalpfad, einem sicheren Fehlerszenario und einer Quellentabelle. Bewertet werden korrekt verfolgte Pfade, berechnete Werte, klar markierte Annahmen, verständliche Sprache, Quellenqualität und das ausdrückliche Vermeiden nicht belegbarer realer Sicherheitsfreigaben.

Selbstkontrolle: Kannst du jeden Versorgungszweig von B1 bis zu seinem Rückweg nennen? Stimmen Summenrechnung und Gegenrechnung überein? Ist der Logikpegel nicht als zusätzliche Last missverstanden? Hast du schulische und betriebliche Ausbildungsgrundlagen getrennt dargestellt? Sind alle Arbeiten ausschließlich auf das Papier-/Digitalmodell begrenzt?

OER und Wikipedia

Amtliche und fachliche Grundlagen (eingesehen am 21.10.2026):

• KMK: Rahmenlehrplan Elektroniker/-in für Betriebstechnik, 16.05.2003 i.d.F. 23.02.2018, insbesondere Lernfelder 10 und 11, schulische Ebene.
• BMJ / Gesetze im Internet: IndElAusbV, Fassung der Bekanntmachung vom 28.06.2018, betriebliche Ausbildungsordnung.
• Ausbildungsrahmenplan Anlage 3, berufsspezifische Qualifikationen für Elektroniker/-innen für Betriebstechnik.
• Wikipedia: Stromlaufplan, ergänzende Einführung; eine offene Enzyklopädie ersetzt nicht die Originalvorschriften.

Wikimedia Commons: überprüfte Mediendaten und Nachnutzungsangaben. Die externen Grundlagenabbildungen bilden nicht den eigens beschriebenen M24-Fall ab. Keine Grafik wurde verändert. Bei Werknachnutzung sind Namensnennung, Lizenzlink und ggf. weitere Lizenzpflichten einzuhalten.

Verwendete Datei	Originalquelle	Urheber laut Commons	Lizenznachweis
File:Simple-electric-circuit.svg	Wikimedia Commons – einfacher Stromkreis	MikeRun	CC BY-SA 4.0
File:Direct-current-diagram.svg	Wikimedia Commons – Gleichstrom	MikeRun	CC BY-SA 4.0
File:Symbol Fuse.svg	Wikimedia Commons – Sicherungssymbol	MovGP0	Gemeinfrei, Lizenzhinweis auf Dateiseite
File:Battery symbols and circuit.svg	Wikimedia Commons – Batterie und Kreis	Chris-martin	Gemeinfrei, Freigabe auf Dateiseite
File:Circuit diagram.svg	Wikimedia Commons – Schaltkreis	Maxmath12	CC0 1.0
File:ElectricCurrent.gif	Wikimedia Commons – Animation Strom	And1mu	CC BY-SA 4.0

Weitere geprüfte Videoquellen: Die folgenden Videos werden nur von ihrem ursprünglichen YouTube-Auftritt eingebettet; keine freie Weiterverwendung oder Lizenzübertragung wird behauptet.

Video	Quelle	Anbieter/Urheberangabe	Rechtehinweis
https://www.youtube.com/watch?v=GcXeiKCNTZs	Hauptstromkreis und Steuerstromkreis: Unterschied und Trennung erklärt	#Sogeht by Sven Stemmler	Externer YouTube-Inhalt; Rechte beim jeweiligen Anbieter, keine freie Inhaltslizenz behauptet
https://www.youtube.com/watch?v=lNXPYCYmlMA	Azubis erklären Reihen- und Parallelschaltung	HPS – Hanseatic Power Solutions GmbH	Externer YouTube-Inhalt; Rechte beim jeweiligen Rechteinhaber, keine freie Lizenz nachgewiesen

Einbettung des geprüften deutschsprachigen Wikipediaartikels:

Verknüpfte Lernbereiche

Schaltpläne lesen Schaltzeichen Elektrische Spannung Elektrische Stromstärke Parallelschaltung Versorgung und Leistung Elektrische Leistung Wirkungsgrad Gleichstrom Sicherung Signale und Systeme Signal Steuerungstechnik Fehlersuche Technische Dokumentation

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