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Prüfungswerkstatt Kfz Elektro SHK IT und Handel – Elektrotechnische Prüfungsaufgaben nachvollziehbar rechnen

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Einleitung

Prüfungswerkstatt Kfz Elektro SHK IT und Handel – Elektrotechnische Prüfungsaufgaben nachvollziehbar rechnen

Kurzbeschreibung: Schaltungen, elektrische Leistung und Einheiten verstehen, berechnen und prüfen. Du bearbeitest einen durchgehenden Ausbildungsfall und erstellst ein eigenes Projektdossier mit Schaltskizzen, Simulationen, fiktiven Prüfdaten und einer begründeten Abschlussentscheidung.

Zielgruppe: Berufliche Ausbildung in Kfz-Mechatronik, Elektrotechnik, Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik (SHK), Informationstechnik (IT) und Handel.

Niveau: Ausbildungsbeginn bis Prüfungsvorbereitung.

Zeitbedarf: Sieben Lernstationen zu je etwa 8–12 Minuten sowie eine individuelle Projektabgabe.

Dein Lernziel: Du kannst einen einfachen Gleichstromkreis erklären, Ströme, Widerstände, Leistung und Energie korrekt berechnen, Einheiten umwandeln und Ergebnisse kritisch bewerten.

Bildimpuls: Vergleiche die Reihen- und Parallelschaltung. Welche Anordnung passt zu zwei unabhängig betriebenen Prüfmodulen?

Dein Lernweg:

Abschnitt	Deine Tätigkeit	Projektdossier
Verstehen	Schaltungen und elektrische Größen erkunden	Schaltskizze und Symbolübersicht
Berechnen	Formeln und Einheiten anwenden	Nachvollziehbare Rechenwege
Simulieren	Modellschaltung überprüfen	Simulationsprotokoll
Auswerten	Fiktive Prüfdaten vergleichen	Prüfprotokoll
Übertragen	Einen Ausbildungsfall verändern	Begründete eigene Abgabe

Wichtig: Sämtliche Projektdaten sind ausdrücklich fiktiv. Die Aufgaben sind Rechen-, Zeichen- und Simulationsaufgaben. Eine praktische elektrische Prüfung wird damit weder durchgeführt noch ersetzt. Du musst keine Dateien hochladen und keine externe KI verwenden.

Dein Ausbildungsfall: Das 12-V-Prüfboard

Eine Ausbildungswerkstatt soll ein mobiles Demonstrations- und Prüfboard beurteilen. Zwei idealisierte ohmsche Lastmodule werden an einer Gleichspannungsquelle parallel betrieben.

Das Board dient als gemeinsames Lernmodell für fünf Berufsfelder. Es ist keine fertige Schaltung zur Verwendung an einem Fahrzeug oder einer realen Anlage.

Der fiktive Arbeitsauftrag

Auftrag: Prüfe rechnerisch, welche Ströme und Leistungen beim Betrieb entstehen. Vergleiche danach simulierte Prüfdaten mit den Sollwerten. Begründe, ob die Zahlen plausibel sind und welche Informationen für eine tatsächliche Freigabe noch fehlen.

Größe	Vorgabe
Spannungsquelle	12 V Gleichspannung, idealisiert
Lastmodul A	24 Ω, ohmsches Modell
Lastmodul B	48 Ω, ohmsches Modell
Schaltungsart	Parallelschaltung
Nutzungsdauer	4 Stunden täglich
Betrachtungszeitraum	30 Tage
Fiktiver Energiepreis	0,30 € je kWh
Fiktive Bewertungstoleranz	±5 % für den Vergleich von errechnetem und protokolliertem Gesamtstrom

Modellannahmen: Die Spannungsquelle hält ihre Spannung konstant. Die Widerstände sind temperaturunabhängig. Leitungswiderstände, Verluste und Einschaltströme werden zunächst vernachlässigt.

Deine erste Schaltskizze

 +12 V o---Schalter---+---[ R_A 24 Ω ]---+---o 0 V
                      |                  |
                      +---[ R_B 48 Ω ]---+

Aufgabe: Zeichne diese Schaltung in Dein Projektdossier. Kennzeichne die gemeinsame Spannung U, die beiden Teilströme I_A und I_B sowie den Gesamtstrom I_ges.

Sicherheitsgrenze: Arbeite im Kurs ausschließlich mit Papier oder Simulation. Auch bei 12 V können hohe Kurzschlussströme und heiße Bauteile gefährlich sein. Reale Messungen, Fahrzeuganschlüsse, Netzspannungen und die Auswahl geeigneter Schutzmaßnahmen gehören unter fachkundige Aufsicht und in eine gesonderte Gefährdungsbeurteilung. Beachte die Fünf Sicherheitsregeln und die DGUV Information 203-001.

Lernstation 1: Elektrische Größen erkennen

Dauer: etwa 8 Minuten

Die vier Grundgrößen erscheinen in fast jeder elektrotechnischen Prüfungsaufgabe.

Größe	Zeichen	Einheit	Bedeutung
Elektrische Spannung	U	Volt (V)	Potenzialdifferenz
Elektrische Stromstärke	I	Ampere (A)	Elektrischer Ladungsfluss je Zeit
Elektrischer Widerstand	R	Ohm (Ω)	Verhältnis von Spannung zu Stromstärke
Elektrische Leistung	P	Watt (W)	Umgesetzte Energie je Zeit

Merksatz: Für einen ohmschen Widerstand mit konstantem Widerstandswert gilt U = R · I.

Video: VERBUND – Strom verstehen leicht gemacht! Ampere, Volt und Watt erklärt.

Basisaufgabe: Übertrage die vier Größen mit Zeichen und Einheiten in Dein Dossier. Erkläre anschließend mit eigenen Worten, weshalb Ampere und Watt nicht dasselbe bedeuten.

Begründetes Feedback: Ampere gibt die Stromstärke an. Watt beschreibt die Leistung. Derselbe Strom kann bei verschiedenen Spannungen unterschiedliche Leistungen ergeben, weil bei Gleichstrom P = U · I gilt.

Lernstation 2: Schaltungen verstehen

Dauer: etwa 10 Minuten

Reihenschaltung

Bei der Reihenschaltung gibt es nur einen Strompfad.

Regeln für ideale ohmsche Widerstände:

$I_{g e s} = I_{1} = I_{2}$

$R_{g e s} = R_{1} + R_{2}$

Die Teilspannungen addieren sich zur Gesamtspannung.

Beispiel: 24 Ω + 48 Ω = 72 Ω.

Bei 12 V fließen durch diese Reihenschaltung rund 0,167 A.

Parallelschaltung

Bei der Parallelschaltung liegen die Widerstände an denselben beiden Knoten.

Regeln:

$U_{g e s} = U_{1} = U_{2}$

$I_{g e s} = I_{1} + I_{2}$

$\frac{1}{R_{g e s}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}}$

Für genau zwei Widerstände:

$R_{g e s} = \frac{R_{1} R_{2}}{R_{1} + R_{2}}$

Video: ingenieurkurse – Parallelschaltung von Widerständen berechnen.

Anwendungsaufgabe: Berechne den Ersatzwiderstand des Prüfboards. Begründe danach, weshalb das Board keine Reihenschaltung ist.

Gestufte Hilfen:

Stufe	Hinweis
Hilfe 1	Beide Lastmodule haben dieselbe Spannung.
Hilfe 2	Für zwei parallele Widerstände gilt R_ges = R_A · R_B / (R_A + R_B).
Hilfe 3	Setze 24 Ω · 48 Ω / 72 Ω ein.

Begründetes Feedback: Der Ersatzwiderstand ist 16 Ω. Das Ergebnis muss kleiner als der kleinste Einzelwiderstand sein, da ein weiterer paralleler Strompfad hinzukommt. 72 Ω wäre das Ergebnis einer Reihenschaltung und hier deshalb falsch.

Dossiereintrag 2: Schaltskizze, begründete Schaltungsart, Ersatzwiderstand.

Lernstation 3: Mit dem ohmschen Gesetz rechnen

Dauer: etwa 10 Minuten

Für konstante ohmsche Widerstände gelten drei zusammengehörige Formeln:

$U = R \cdot I$

$I = \frac{U}{R}$

$R = \frac{U}{I}$

Rechenmethode für Deine Prüfung:

Gegeben: Schreibe Zahlen und Einheiten auf.
Gesucht: Benenne die unbekannte Größe.
Formel: Wähle die passende Beziehung.
Einsetzen: Rechne mit den richtigen Einheiten.
Prüfen: Ist das Ergebnis plausibel?

Video: Attractor – Strom, Spannung, Widerstand und das Ohmsche Gesetz.

Beispiel: Strom in Lastmodul A

Gegeben: U = 12 V; R_A = 24 Ω.

Gesucht: I_A.

$I_{A} = \frac{12 V}{24 Ω} = 0,5 A$

Jetzt rechnest Du

Basisaufgabe: Berechne I_B für 48 Ω.

Anwendungsaufgabe: Berechne I_ges aus beiden Teilströmen und kontrolliere mit R_ges.

Transferaufgabe: Erkläre, weshalb sich bei einem ohmschen Widerstand der Strom verdoppelt, wenn die Spannung verdoppelt wird.

Hilfen:

Stufe	Unterstützung
Hilfe 1	In der Parallelschaltung liegt an jedem Zweig dieselbe Spannung.
Hilfe 2	Berechne I_B = U / R_B.
Hilfe 3	I_ges = 12 V / 24 Ω + 12 V / 48 Ω.

Begründetes Feedback: I_B = 0,25 A. Insgesamt fließen 0,75 A. Die Kontrollrechnung 12 V / 16 Ω liefert ebenfalls 0,75 A. Zwei unabhängige Rechenwege bestätigen das Ergebnis. Bei konstantem R ist I proportional zu U.

Dossiereintrag 3: Drei Rechenwege mit Formel, Einsetzen, Ergebnis und Einheit.

Lernstation 4: Elektrische Leistung bestimmen

Dauer: etwa 10 Minuten

Die Elektrische Leistung gibt an, wie schnell elektrische Energie umgesetzt wird.

Für Gleichstrom gilt:

$P = U \cdot I$

Für einen ohmschen Widerstand zusätzlich:

$P = I^{2} \cdot R$

$P = \frac{U^{2}}{R}$

Video: #Sogeht by Sven Stemmler – Ohmsches Gesetz und Leistungsberechnung.

Berechnung für das Prüfboard

Last	Berechnung	Leistung
Modul A	12 V · 0,5 A	6 W
Modul B	12 V · 0,25 A	3 W
Gesamt	12 V · 0,75 A	9 W

Kontrolle: 6 W + 3 W = 9 W.

Anwendungsaufgabe: Kontrolliere die Leistung von Modul A mit P = U² / R.

Begründetes Feedback: 12² / 24 = 6 W. Damit stimmen zwei unterschiedliche Formeln überein. Eine Angabe von 6 A statt 6 W wäre falsch, da Ampere Stromstärke und nicht Leistung beschreibt.

Wichtige Praxisgrenze: Ein realer Widerstand setzt die aufgenommene elektrische Leistung überwiegend in Wärme um. Aus 6 W berechneter Verlustleistung folgt noch keine Freigabe eines realen Bauteils. Die thermische Belastbarkeit, Kühlung und Sicherheitsreserven müssen gesondert geprüft werden.

Bildimpuls: Mit Farbringen kann der nominelle Widerstandswert bestimmter Bauteile gekennzeichnet werden. Ihre zulässige Verlustleistung lässt sich daraus allein nicht bestimmen.

Dossiereintrag 4: Leistungstabelle und Erklärung der Wärmeentwicklung.

Lernstation 5: Einheiten, Energie und Kosten

Dauer: etwa 10 Minuten

Einheiten sicher umrechnen

Ausgangswert	Umrechnung
1 A	1000 mA
750 mA	0,75 A
1 kW	1000 W
9 W	0,009 kW
1 kWh	1000 Wh
1 Wh	3600 J
30 Minuten	0,5 Stunden

Unterscheide: Watt beschreibt Leistung. Wattstunden beschreiben Energie. Die Energie bei konstanter Leistung berechnest Du mit:

$E = P \cdot t$

Das Prüfboard im Monatsbetrieb

Täglich:

9 W · 4 h = 36 Wh = 0,036 kWh.

In 30 Tagen:

0,036 kWh · 30 = 1,08 kWh.

Fiktive Energiekosten:

1,08 kWh · 0,30 €/kWh = 0,324 €.

Das entspricht auf Cent gerundet 0,32 €.

Hinweis: Diese Energiebilanz bezieht sich nur auf die idealisierten Lastmodule. Verluste eines realen Netzgeräts sind nicht enthalten.

Video: Robin TV – Watt, Volt, Ampere einfach erklärt. Bezug zu Elektromobilität und Energieeinheiten.

Basisaufgabe: Rechne 0,75 A in mA und 9 W in kW um.

Transferaufgabe: Berechne die Energie für acht tägliche Betriebsstunden über 30 Tage.

Begründetes Feedback: 0,75 A entsprechen 750 mA; 9 W entsprechen 0,009 kW. Bei doppelter täglicher Betriebsdauer verdoppelt sich bei unveränderter Leistung die Energie auf 2,16 kWh. Die Leistung selbst bleibt gleich.

Dossiereintrag 5: Einheitentabelle, Energie- und Kostenberechnung.

Lernstation 6: Simulation und Prüfdaten

Dauer: etwa 12 Minuten

Mit einer Simulation kannst Du Deine Berechnungen überprüfen, ohne eine reale elektrische Anlage aufzubauen.

Virtuelles Gleichstromlabor

Simulation: PhET – Stromkreise schalten: Gleichstrom

Entwickelt von PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder.

Dein Vorgehen:

Erstelle zwei parallele Widerstandszweige.
Wähle eine Spannungsquelle und stelle nach Möglichkeit 12 V sowie 24 Ω und 48 Ω ein.
Prüfe die Spannung an beiden Widerständen.
Vergleiche Zweigströme und Gesamtstrom.
Zeichne die Simulationsschaltung ab und notiere die angezeigten Werte.

Alternative ohne externes Programm: Erstelle eine Papiersimulation. Zeichne Strompfeile und beschrifte die Zweige mit den rechnerischen Sollwerten. Notiere ausdrücklich, dass keine digitale oder reale Messung stattfand.

Falls die Simulation abweichende Einstellungen oder nichtideale Bauteile verwendet, dokumentiere die Unterschiede. Gib nicht vor, eine nicht tatsächlich ausgeführte Simulation durchgeführt zu haben.

Fiktives Prüfprotokoll

Wichtig: Die folgenden Werte sind vorgegebene, erfundene Übungsdaten und keine tatsächlich gemessenen Ergebnisse.

Prüfgröße	Fiktiver Protokollwert
Spannung an den Zweigen	11,9 V
Strom durch Modul A	0,49 A
Strom durch Modul B	0,25 A
Gesamtstrom	0,74 A
Vorgabe für die Auswertung	Maximal 5 % relative Abweichung vom berechneten Gesamtstrom bei der protokollierten Spannung

Bildimpuls: Ein Multimeter kann je nach Einstellung verschiedene elektrische Größen messen. Das Foto ist kein Messschaltplan für diesen Ausbildungsfall.

Video: FearlessEngineers – Widerstände mit dem Multimeter messen. Beachte besonders, dass Widerstandsmessungen am spannungsfreien, geeignet isolierten Prüfling erfolgen.

Messprinzipien: Ein Spannungsmessgerät wird parallel zum betrachteten Bauteil angeschlossen. Ein herkömmliches Strommessgerät misst in Reihe zum Strompfad; berührungslose Verfahren können anders arbeiten. Ein auf Strommessung eingestelltes Multimeter darf niemals einfach parallel an die Spannungsquelle angeschlossen werden.

Prüfdaten bewerten

Schritt 1: Berechne den idealen Sollgesamtstrom für 11,9 V und 16 Ω.

$I_{s o l l} = \frac{11,9 V}{16 Ω} = 0,74375 A$

Schritt 2: Vergleiche mit dem fiktiven Protokollwert von 0,74 A.

$Δ I = 0,74 A - 0,74375 A = - 0,00375 A$

Schritt 3: Berechne die relative Abweichung.

$δ = \frac{| I_{i s t} - I_{s o l l} |}{I_{s o l l}} \cdot 100 %$

Ergebnis: rund 0,50 %.

Schritt 4: Vergleiche mit der fiktiven 5-%-Bewertungsgrenze.

Begründetes Feedback: Die protokollierte Abweichung liegt innerhalb der vorgegebenen Übungstoleranz. Außerdem gilt 0,49 A + 0,25 A = 0,74 A. Die Daten sind rechnerisch konsistent. Das beweist jedoch keine elektrische Sicherheit oder praktische Funktion eines realen Prüfboards.

Dossiereintrag 6: Simulationsskizze oder Papiersimulation, Soll-Ist-Tabelle, prozentuale Abweichung und Bewertung.

Lernstation 7: Transfer in fünf Ausbildungsberufe

Dauer: etwa 12 Minuten

Der gleiche Rechenweg hilft in verschiedenen Berufen. Die tatsächlichen Geräte, Einsatzbedingungen und Sicherheitsvorgaben unterscheiden sich jedoch.

Berufsfeld	Fiktiver Transferfall	Prüfungsfrage
Kfz	Das ideale Modell wird statt mit 12 V mit 14,4 V betrieben.	Wie ändern sich Gesamtstrom und Leistung?
Elektro	Zwei ohmsche Prüflasten werden an eine Spannungsquelle angeschlossen.	Wie prüfst Du Ersatzwiderstand und Gesamtstrom mit zwei Rechenwegen?
SHK	Ein zusätzliches Modul mit 24 Ω kommt parallel hinzu.	Wie stark steigt der Gesamtstrom?
IT	Das Modell wird mit 5 V statt 12 V betrieben.	Welche Gesamtleistung ergibt sich?
Handel	Ein Vorführboard läuft länger als geplant.	Wie verändern sich Energiebedarf und fiktive Betriebskosten?

Transferbeispiel Kfz

Geändert: U = 14,4 V bei weiterhin 16 Ω Ersatzwiderstand.

$I = \frac{14,4 V}{16 Ω} = 0,9 A$

$P = 14,4 V \cdot 0,9 A = 12,96 W$

Die Leistung steigt gegenüber 9 W um 44 %.

Feedback: Die Spannung steigt um 20 %, die Leistung jedoch um 44 %, weil P = U² / R gilt. Diese Aussage setzt einen konstanten Widerstand voraus. Bei realen Fahrzeugverbrauchern kann das Verhalten abweichen.

Transferbeispiel SHK

Ein weiterer Widerstand von 24 Ω wird parallel ergänzt.

Der zusätzliche Strom beträgt 12 V / 24 Ω = 0,5 A.

Der neue Gesamtstrom beträgt 0,75 A + 0,5 A = 1,25 A.

Feedback: Die Gesamtstromstärke steigt. Eine reale Spannungsversorgung müsste für die neue Belastung einschließlich geeigneter Reserven und möglicher Einschaltströme ausgelegt sein.

Transferbeispiel IT

Bei 5 V und unveränderten Modellwiderständen von 24 Ω und 48 Ω gilt:

$I_{g e s} = \frac{5 V}{16 Ω} = 0,3125 A$

$P_{g e s} = 5 V \cdot 0,3125 A = 1,5625 W$

Feedback: Die Leistung sinkt im idealen ohmschen Modell quadratisch mit der Spannung. Diese Rechnung ist nicht ohne Weiteres auf elektronische Geräte mit geregelter Leistungsaufnahme übertragbar.

Grenzen des Modells: Reale Verbraucher

Eine Leuchtdiode ist kein ohmscher Widerstand mit konstantem Widerstandswert. Für reale LED-Schaltungen benötigt man zusätzliche Daten, beispielsweise Durchlassspannung und zulässigen Betriebsstrom.

Auch Motoren, elektronische Netzteile, Heizungssteuerungen und Fahrzeugbaugruppen können ein anderes Strom-Spannungs-Verhalten besitzen.

Dossiereintrag 7: Wähle einen Transferfall. Berechne die Veränderung und begründe, welche Modellgrenzen Du beachten musst.

Deine Prüfungswerkstatt: Basis, Anwendung und Transfer

Bearbeite die Aufgaben zunächst selbst. Vergleiche erst danach Deine Lösung mit dem begründeten Feedback.

Niveau	Prüfungsaufgabe	Begründetes Feedback
Basis	An einem 30-Ω-Widerstand liegen 12 V. Berechne den Strom.	0,4 A. Der Strom ergibt sich aus 12 V / 30 Ω. Eine größere Widerstandszahl ergibt bei gleicher Spannung einen kleineren Strom.
Basis	Wandle 250 mA in A um.	0,25 A. Milli bedeutet ein Tausendstel. Division durch 1000 ist notwendig.
Anwendung	Berechne für das ursprüngliche Prüfboard die Gesamtleistung.	9 W. Entweder addierst Du 6 W und 3 W oder verwendest 12 V · 0,75 A.
Anwendung	Vergleiche 0,74 A mit dem Sollwert bei 11,9 V.	Rund 0,50 % Abweichung. Die protokollierte Spannung muss beim Soll-Ist-Vergleich berücksichtigt werden.
Transfer	Erhöhe die Modellspannung auf 14,4 V und berechne die Leistung.	12,96 W. Bei konstantem Widerstand steigt die Leistung mit dem Quadrat der Spannung.
Transfer	Begründe, warum ein korrektes Rechenergebnis noch keine Freigabe der Schaltung erlaubt.	Modellgrenzen und Sicherheit. Bauteilbelastbarkeit, Schutzmaßnahmen, Toleranzen und reale Prüfungen fehlen.

Gestufte Hilfen für Deine Abschlussprüfung

Problem	Hilfe 1: Orientierung	Hilfe 2: Formel	Hilfe 3: Kontrolle
Strom berechnen	Suche Spannung und Widerstand.	I = U / R	Einheit muss A sein.
Schaltung bestimmen	Betrachte Strompfade und Knoten.	Parallel: gleiche Spannung	Summe der Zweigströme prüfen.
Leistung berechnen	Suche U und I.	P = U · I	Ergebnis in W.
Energie berechnen	Bestimme Nutzungsdauer.	E = P · t	W · h ergibt Wh.
Abweichung bewerten	Soll und Ist vergleichen.	Betrag der Differenz / Soll · 100 %	Vorher festgelegte Bewertungsgrenze prüfen.
Ergebnis begründen	Nenne Modellannahmen.	Nutze eine unabhängige Kontrollrechnung.	Trenne rechnerische Plausibilität von realer Sicherheit.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Einheit gehört zur elektrischen Stromstärke? (Ampere) (!Volt) (!Ohm) (!Watt)

Welche Formel gilt für den Strom durch einen ohmschen Widerstand? (I = U / R) (!I = U · R) (!I = R / U) (!I = P · R)

Wie groß ist der Strom durch einen Widerstand von 24 Ohm bei 12 Volt? (0,5 A) (!2 A) (!12 A) (!24 A)

Welche Größe ist in einer idealen Parallelschaltung an allen Zweigen gleich? (Spannung) (!Widerstand) (!Leistung) (!Stromstärke)

Welcher Ersatzwiderstand ergibt sich aus 24 Ohm und 48 Ohm parallel? (16 Ohm) (!72 Ohm) (!24 Ohm) (!48 Ohm)

Wie groß ist der Gesamtstrom des ursprünglichen Prüfboards? (0,75 A) (!0,25 A) (!0,5 A) (!1,5 A)

Welche elektrische Leistung besitzt das ursprüngliche Prüfboard? (9 W) (!12 W) (!16 W) (!36 W)

Wie viele Milliampere entsprechen 0,75 Ampere? (750 mA) (!75 mA) (!7,5 mA) (!7500 mA)

Welche elektrische Energie benötigt das Prüfboard bei 9 Watt während vier Stunden? (36 Wh) (!36 W) (!2,25 Wh) (!9 kWh)

Was lässt sich aus rechnerisch plausiblen fiktiven Prüfdaten schließen? (Die vorgegebenen Werte sind mit dem Rechenmodell vereinbar) (!Die reale Anlage ist sicher) (!Alle Schutzmaßnahmen wurden geprüft) (!Eine praktische Prüfung ist nicht mehr erforderlich)

Memory

Verbinde die passenden Fachbegriffe und Bedeutungen.

Spannung	Volt
Stromstärke	Ampere
Widerstand	Ohm
Leistung	Watt
Energie	Wattstunde
Reihenschaltung	gleicher Strom
Parallelschaltung	gleiche Spannung

Drag and Drop

Ordne den Beschreibungen die richtigen elektrotechnischen Begriffe zu.

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Stromstärke	Spannung geteilt durch Widerstand
Elektrische Leistung	Spannung multipliziert mit Stromstärke
Elektrische Energie	Leistung multipliziert mit Betriebsdauer
Gesamtstrom	Summe der Teilströme am Knoten
Reihenschaltung	Stromkreis mit nur einem Strompfad

Kreuzworträtsel

Spannung	Welche elektrische Größe wird in Volt angegeben?
Widerstand	Welche Größe wird in Ohm angegeben?
Voltmeter	Welches Messgerät misst eine elektrische Spannung?
Amperemeter	Welches Messgerät dient zur Messung der Stromstärke?
Parallelschaltung	Welche Schaltung besitzt mehrere Strompfade zwischen gemeinsamen Knoten?
Leistung	Welche Größe wird in Watt angegeben?

LearningApps

Weitere interaktive Aufgaben zum Kursthema:

Lückentext

Die elektrische Spannung wird in

angegeben.

Die Einheit der elektrischen Stromstärke heißt

.

Der elektrische Widerstand wird in

gemessen.

Bei einem ohmschen Widerstand gilt U = R mal

.

In einer Parallelschaltung ist die

an allen Zweigen gleich.

Der Gesamtstrom ergibt sich aus der Summe der

.

Die elektrische Leistung wird in

angegeben.

Bei Gleichstrom berechnest Du die elektrische Leistung mit Spannung mal

.

Die elektrische Energie bei konstanter Leistung ist das Produkt aus Leistung und

.

Eine Kilowattstunde entspricht

Wattstunden.

Das ursprüngliche Prüfboard besitzt eine Gesamtleistung von

Watt.

Bei einer Betriebsspannung von 12 Volt fließen durch den Widerstand von 48 Ohm

Ampere.

Der Ersatzwiderstand der beiden parallelen Lastmodule beträgt

Ohm.

Der fiktive Gesamtstrom im Prüfprotokoll beträgt

Ampere.

Eine rechnerisch korrekte Auswertung ersetzt keine praktische

.

Offene Aufgaben

Bearbeite insgesamt zwölf Aufgaben. Sammle Deine Ergebnisse im Projektdossier. Alle Aufgaben können ohne physische elektrische Arbeiten durchgeführt werden.

Leicht

Elektrische Größen: Gestalte vier kleine Lernkarten für Spannung, Strom, Widerstand und Leistung mit Zeichen, Einheit und einem Beispiel.
Schaltplan: Zeichne die beiden Lastmodule in einer Parallelschaltung und ergänze Strompfeile sowie Spannungsangaben.
Ohmsches Gesetz: Erstelle einen kommentierten Rechenweg zur Stromstärke durch Modul A und erkläre jeden Rechenschritt.
Einheiten umrechnen: Entwirf eine eigene Mini-Übung mit sechs Umrechnungen und einem Lösungsblatt.

Standard

Parallelschaltung: Berechne beide Zweigströme, den Gesamtstrom und den Ersatzwiderstand. Führe eine unabhängige Kontrollrechnung durch.
Elektrische Leistung: Entwickle eine Leistungstabelle für beide Module. Erkläre, welche Rolle Wärmeentwicklung bei der realen Auswahl von Widerständen spielt.
Simulation: Baue die Modellschaltung im virtuellen Labor nach oder simuliere sie auf Papier. Dokumentiere die verwendeten Annahmen und Ergebnisse.
Messprotokoll: Werte die fiktiven Prüfdaten aus. Berechne die relative Abweichung und formuliere einen begründeten Prüfvermerk.

Schwer

Kraftfahrzeugelektrik: Untersuche die Auswirkungen von 14,4 V auf Strom und Leistung. Gestalte eine Vorher-Nachher-Grafik und erläutere die Grenzen des ohmschen Modells.
Technische Gebäudeausrüstung: Entwickle einen fiktiven Erweiterungsfall mit einem zusätzlichen parallelen Lastmodul. Bestimme die neue Belastung und begründe, welche zusätzlichen Daten für die Auswahl einer realen Versorgung benötigt würden.
Energieeffizienz: Erstelle eine Vergleichsgrafik für zwei unterschiedliche tägliche Betriebsdauern und einen fiktiven Energiepreis. Formuliere daraus eine verständliche Erklärung für eine Kundin oder einen Kunden.
Technische Dokumentation: Gestalte eine eigenständige Abschlussabgabe mit Schaltskizze, Rechenwegen, Simulationsdaten, Soll-Ist-Vergleich und einer begründeten Empfehlung. Kennzeichne alle erfundenen Werte ausdrücklich.

Das fortlaufende Projektdossier

Deine Abschlussabgabe entsteht schrittweise. Du kannst sie handschriftlich, als Textdokument oder als digitale Präsentation gestalten.

Dossierseite	Inhalt	Prüfkriterium
1	Ausbildungsfall und Schaltskizze	Verbindungen und Größen korrekt dargestellt
2	Formelsammlung und Einheiten	Formeln und Größen unterscheiden sich eindeutig
3	Strom- und Widerstandsberechnung	Rechenweg nachvollziehbar
4	Leistung und Energie	Einheit und Modellannahmen korrekt
5	Simulationsskizze oder Papiersimulation	Quelle der Werte offengelegt
6	Fiktives Prüfprotokoll	Soll-Ist-Vergleich rechnerisch richtig
7	Transfer und Abschlussentscheidung	Aussage sachlich begründet und begrenzt

Muster für Deine begründete Rückmeldung

Beobachtung: Der vorgegebene fiktive Gesamtstrom beträgt 0,74 A.

Rechnung: Bei der protokollierten Spannung von 11,9 V beträgt der theoretische Strom rund 0,744 A.

Vergleich: Die relative Abweichung beträgt rund 0,50 % und liegt innerhalb der fiktiven 5-%-Bewertungsgrenze.

Begründung: Die Zweigströme addieren sich zum protokollierten Gesamtstrom. Der Messwert passt zum idealisierten Schaltungsmodell.

Einschränkung: Aus den fiktiven Zahlen allein folgt keine praktische Funktions- oder Sicherheitsfreigabe.

Eigene Schlussfolgerung: Das Modell ist rechnerisch plausibel. Für eine tatsächliche technische Freigabe fehlen unter anderem geeignete Bauteildaten, Schutzkonzept und fachgerecht durchgeführte Prüfungen.

Lernkontrolle

Bearbeite diese Aufgaben ohne vorgegebene Antwortmöglichkeiten. Entscheidend ist nicht nur das Ergebnis, sondern Deine Begründung.

Fehleranalyse: Ein Auszubildender berechnet für die Parallelschaltung 72 Ω. Erkläre seinen Denkfehler und entwickle eine einfache Plausibilitätsregel.
Spannungsänderung: Begründe mithilfe einer Rechnung, warum eine Spannungserhöhung um 20 % bei einem konstanten Widerstand die Leistung um 44 % erhöht.
Messabweichung: Zwei Prüfprotokolle zeigen denselben Gesamtstrom, jedoch unterschiedliche Spannungen. Erkläre, warum für einen fairen Vergleich jeweils die zugehörige Spannung berücksichtigt werden muss.
Energieverbrauch: Ein Handelsbetrieb verdoppelt die Nutzungsdauer seines Vorführboards. Erkläre, welche Größen sich verändern und welche gleich bleiben.
Bauteilauswahl: Ein realer Widerstand ist mit 24 Ω gekennzeichnet. Begründe, warum diese Angabe für eine sichere Auslegung bei 12 V nicht genügt.
Beruflicher Transfer: Vergleiche einen ohmschen Prüfwiderstand mit einem elektronischen Verbraucher. Erkläre, warum die Rechnung U / R nicht für jedes reale Gerät einen verlässlichen Stromwert liefert.
Qualitätssicherung: Entwickle drei zusätzliche Prüffragen, mit denen Du eine fremde elektrotechnische Berechnung kontrollieren kannst.
Technische Verantwortung: Begründe, warum ein fiktives Protokoll niemals als Nachweis einer tatsächlich durchgeführten elektrischen Prüfung ausgegeben werden darf.

Lernnachweis

Für Deinen Lernnachweis reichst Du Dein selbst erstelltes Projektdossier ein. Eine externe Veröffentlichung oder ein Upload auf eine KI-Plattform ist nicht erforderlich.

Notwendige Bestandteile:

Schaltskizze: Beide parallelen Lastmodule sind korrekt dargestellt und beschriftet.
Berechnungen: Strom, Ersatzwiderstand, Leistung und Energie sind mit Formel, Einsetzen und Einheit nachvollziehbar berechnet.
Simulation: Deine verwendeten Modellwerte und ein Simulationsprotokoll oder eine ausdrücklich gekennzeichnete Papiersimulation liegen vor.
Prüfdaten: Du hast die fiktiven Daten in einer Soll-Ist-Tabelle verglichen.
Auswertung: Du berechnest die Abweichung und begründest die Bewertung.
Transfer: Du löst einen Fall aus Deinem Berufsfeld und erläuterst die Grenzen des Modells.
Eigenständigkeit: Du formulierst Deine Abschlussentscheidung in eigenen Worten und kennzeichnest übernommene Quellen.
Sicherheit: Du unterscheidest eindeutig zwischen rechnerischer Plausibilität und tatsächlicher elektrischer Prüfung.

Bewertungsraster:

Kriterium	Maximalpunkte
Fachliche Richtigkeit der Schaltung	2
Nachvollziehbare Berechnungen und Einheiten	2
Transparente Dokumentation und Prüfdaten	2
Begründeter beruflicher Transfer	2
Reflexion von Modellgrenzen und Sicherheit	2
Gesamt	10

Rückmeldeprinzip: Jeder Punkt wird mit einer kurzen Begründung bewertet. Für eine Verbesserung sollst Du erkennen können, ob ein Fehler bei Schaltungsverständnis, Formelauswahl, Einheiten, Datenvergleich oder technischer Beurteilung liegt.

OERs zum Thema

Fachliche Quellen

Die folgenden Quellen wurden als Grundlage der Fachinformationen und der Sicherheitsabgrenzung geprüft.

Wikipedia – Ohmsches Gesetz: Zusammenhang zwischen Stromstärke, Spannung und konstantem Widerstand.
Wikipedia – Parallelschaltung: Grundlagen zu Zweigströmen, Spannungen und Ersatzwiderstand.
LEIFIphysik – Elektrische Leistung: Leistungsbegriff und Formel bei Gleichstrom.
LEIFIphysik – Elektrische Energie: Zusammenhang von Energie, Leistung und Zeit.
DGUV – Sicherheit bei Arbeiten an elektrischen Anlagen: Sicherheit und fachliche Zuständigkeiten.
PhET – Lizenzinformationen: Lizenzbedingungen für digitale Simulationen.

Wikipedia zum Nachlesen:

Bildmedien und Lizenznachweise

Die verwendeten Abbildungen stammen aus überprüften Wikimedia-Commons-Dateiseiten. Die Lizenzangaben gelten für die jeweiligen Originaldateien. Bei Bearbeitungen sind die konkreten Lizenzbedingungen zu beachten.

Abbildung	Urheber	Lizenz
Reihen- und Parallelschaltung	Jjbeard	Public Domain
Ohmsches Gesetz	Waveguide2	Public Domain
Reihenschaltung	Mets501	CC BY-SA 3.0
Parallelschaltung	Mets501	CC BY-SA 3.0
Vektorielle Darstellung zum ohmschen Gesetz	MovGP0	CC BY-SA 2.0 DE
Widerstandsfarbcode	Knarfili	CC0 1.0
Multimeter	Nhtechnology	CC BY-SA 3.0
LED-Schaltung	Dmccreary, später bearbeitet von StevenBell	CC BY-SA 2.5

Medienrechtlicher Hinweis: Die YouTube-Videos werden über ihre tatsächlich gefundenen Videoadressen eingebunden. Für die Videos wird keine freie Lizenz behauptet. Die Verfügbarkeit, Einbettung und urheberrechtliche Nutzung richten sich nach den Bedingungen der jeweiligen Plattform und Rechteinhaber.

Die HTML-Simulationen von PhET stehen laut Anbieter unter CC BY-NC 4.0 für nichtkommerzielle Nutzung. Der Kurs verlinkt die Originalsimulation, verbreitet sie jedoch nicht als eigene Datei. Für kommerzielle Nutzungen können zusätzliche Genehmigungen notwendig sein.

Datenschutz und Selbstbestimmung: Du kannst den gesamten rechnerischen Kernkurs ohne YouTube, ohne externe Simulation und ohne Registrierung bearbeiten. Externe eingebettete Dienste können bei ihrer Nutzung Daten übertragen. Es werden keine persönlichen Daten, Projektdossiers oder Prüfungsunterlagen an externe KI-Systeme übermittelt oder angefordert.