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Elektrische Systeme planen und installieren - Informationselektroniker - LF 2

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Einleitung

Du arbeitest im ersten Ausbildungsjahr als angehende Informationselektronikerin oder angehender Informationselektroniker. Dein Auftrag ist es, die sichere Energieversorgung eines informationstechnischen Geräts zu planen, Material und Kosten zu bestimmen, eine Installation fachlich zu beurteilen und das Ergebnis zu prüfen und zu dokumentieren. Das Lernfeld 2 des KMK-Rahmenlehrplans vom 18.12.2020 umfasst 80 Unterrichtsstunden. Der Weg folgt der vollständigen beruflichen Handlung: informieren – planen – entscheiden – ausführen – kontrollieren – bewerten.

Kompetenzziele: Nach dem Kurs kannst du einen fiktiven Kundenauftrag und englischsprachige Gerätedaten auswerten; Gefährdungen einschließlich elektrischer Risiken, Asbest und Brandschutz erkennen; Schutzmaßnahmen und Netzsysteme unterscheiden; Schalt- und Installationspläne digital erstellen; Ströme, Leitungswiderstände, Spannungsfälle und beispielhafte Kosten berechnen; die Arbeitsfolge und Materialdisposition abstimmen; eine ungefährliche 24-V-Modellschaltung unter Aufsicht aufbauen und prüfen; einen Prüfbericht, ein Aufmaß und eine verständliche Übergabe erstellen.

Sicherheitsgrenze: Das selbstständig bearbeitbare Praxisprojekt nutzt ausschließlich ein fertig geprüftes 24-V-DC-SELV-Lernnetzteil beziehungsweise eine passende Schutzkleinspannungsquelle, ohne Zugang zu Netzanschlüssen. Keine Arbeiten an 230/400-V-Verteilern, Schutzorganen, Netzanschlüssen, gefährlichen Baustoffen oder unbekannten Bestandsanlagen! Solche Tätigkeiten erfordern eine entsprechende Qualifikation, betriebliche Freigabe und Leitung und Aufsicht der verantwortlichen Elektrofachkraft. Dieser Lernkurs ersetzt keine Unterweisung, Befähigung, betriebliche Arbeitsfreigabe oder verbindliche Normprüfung.

Orientierung: KMK-Lernfeld 2, Seite 11: Original-Rahmenlehrplan; BIBB-Berufsprofil; Ausbildungsordnung. Die konkrete Umsetzung ist mit dem betrieblichen Ausbildungsplan, dem Landeslehrplan und der zuständigen Handwerkskammer abzustimmen. Dieser Kurs behauptet keine amtliche Anerkennung oder Prüfungszulassung.

Kundenauftrag verstehen und Anforderungen ermitteln

Vom Wunsch zum prüfbaren Auftrag

Ein Auftrag wie „Ein Informationsdisplay soll zuverlässig mit Strom versorgt werden“ ist zunächst unvollständig. Frage nach Gerätetyp, Versorgungsspannung, Leistungsaufnahme, Einsatzort, Betriebsdauer, Leitungslänge, Umgebungsbedingungen, Anschlussmöglichkeiten, Budget, Termin, Bedienung und Dokumentationswünschen. Ein Lastenheft beschreibt, was der Auftraggeber benötigt; eine technische Lösung beziehungsweise ein Pflichtenheft hält fest, wie die Anforderungen erfüllt werden sollen. Dokumentiere Annahmen und offene Fragen, statt vermeintliche Kundeninformationen zu erfinden.

Fiktive Anforderungsliste: Ein 24-V-DC-Informationsmodul mit 36 W Leistungsaufnahme soll im Schulungslabor über eine 10 m lange Leitungsstrecke von einer geeigneten, steckfertigen SELV-Quelle versorgt werden. Für diese Übung setzt die Lehrkraft als Projektkriterium maximal 3 % rechnerischen Spannungsfall fest. Der Aufbau muss ohne Eingriff in eine Netzinstallation lösbar, überprüfbar und beschriftet sein. Auftragsergebnis: technische Skizze, Berechnung, Materialliste, Modellfunktionsprüfung, Prüfprotokoll und Übergabegespräch.

Technische Informationen und Fremdsprache

Lies das Typenschild und Datenblatt: rated voltage = Bemessungsspannung, input current = Eingangsstrom, power consumption = Leistungsaufnahme, operating temperature = Betriebstemperatur, ingress protection = Schutzart beziehungsweise Schutz gegen Eindringen. Achte auf Gleichspannung DC und Wechselspannung AC, Polarität, Schutzklasse, passende Steckverbinder und Installationshinweise. Ein Datenblattwert „24 V DC, 36 W“ bedeutet eine andere Versorgung als „230 V AC“. Ein geeigneter Anschluss und eine zulässige Umgebungsbedingung müssen belegt sein.

Bei elektronischen Geräten hängen Stromaufnahme, Einschaltspitzen und Effizienz von Betriebszustand und Netzteil ab. Kläre die maximale Last aus Herstellerangaben; ein aus einer Nennleistung berechneter Strom ist nur der Ausgangspunkt. Für vernetzte Geräte gehören elektromagnetische Verträglichkeit, störarme Leitungsführung, sichere Befestigung und ggf. getrennte Energie- und Datenwege in die Abstimmung.

Typische Fehler: Wechsel- und Gleichspannungsangaben verwechseln; Spitzenlast vergessen; aus einer bloßen Wattzahl einen passenden Schutzschalter bestimmen; unklare Leitungslängen oder Kundenwünsche als Tatsachen behandeln.

Bild: Einfacher Stromkreis als Einstieg in die Beziehung zwischen Quelle, Leitung, Schalter und Verbraucher; kein Netzanschlussplan. Urheber: MikeRun, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Schutzkonzept, Netzsysteme und Gefährdungsbeurteilung

Elektrische Gefährdungen und Schutzprinzipien

Ein Fehler kann gefährliche Berührungsspannungen, Überströme, Erwärmung oder Brände auslösen. Zum Basisschutz gehören geeignete Isolierungen und Abdeckungen; Fehlerschutz soll Gefährdungen bei einem Fehler begrenzen. Ergänzender Schutz, etwa durch geeignete RCDs, kann erforderlich sein. Ein RCD erkennt einen Differenzstrom zwischen hin- und rückfließendem Strom und schaltet unter festgelegten Bedingungen ab. Ein Leitungsschutzschalter dient dem Schutz einer zugeordneten Leitung gegen Überstrom. Er ersetzt keinen RCD; ein RCD ohne integrierten Überstromschutz ersetzt keinen Leitungsschutzschalter. Die passende Gerätekategorie, Betriebsbedingungen und Schutzkoordination sind projektspezifisch zu prüfen.

Netzsysteme: TN-, TT- und IT-Systeme unterscheiden sich besonders durch Erdungs- und Schutzleiterbeziehungen. Im TN-System sind berührbare leitfähige Körper über Schutzleiter mit dem geerdeten Punkt des Netzes verbunden; im TT-System besitzt die Anlage eine von der Betriebserdung unabhängige Erdungsanordnung; beim IT-System besteht keine direkte Erdung aktiver Leiter oder nur eine hochohmige Verbindung. Welche Schutzmaßnahme zulässig ist, entscheidet die fachkundige Planung anhand des tatsächlichen Systems, der Abschaltbedingungen und der Normen – niemals anhand einer vermuteten Aderfarbe.

Die für diesen Bereich maßgeblichen Regelungsfamilien umfassen unter anderem DIN VDE 0100-410:2018-10 (Schutz gegen elektrischen Schlag), DIN VDE 0100-520:2023-06 (Kabel und Leitungen) und DIN VDE 0100-600:2017-06 (Erstprüfung). Prüfe vor realer Planung die jeweils gültigen Fassungen, Entwürfe, Änderungen, Technischen Anschlussbedingungen und Herstellerhinweise; ein Normenverweis hier ersetzt keinen vollständigen lizenzierten Normtext.

Bild: Erläuterung des RCD-Funktionsprinzips mit teilweise russischen Beschriftungen; als didaktisches Prinzipbild, nicht als verbindliche Installationsvorlage. Urheber: boom1x, CC BY-SA 3.0/GFDL, Wikimedia Commons.

Video: „Summenstromwandler im FI-Schutzschalter einfach erklärt!“ von Max Oevermann (2023). Beobachte das Funktionsprinzip am ausgebauten Bauteil; keine Anleitung zu Arbeiten unter Spannung. Originalvideo

Fünf Sicherheitsregeln und Zuständigkeiten

Die Fünf Sicherheitsregeln sind in der von der Berufsgenossenschaft erläuterten Reihenfolge: Freischalten; gegen Wiedereinschalten sichern; Spannungsfreiheit feststellen; erden und kurzschließen; benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken. Je nach Anlage gelten fachlich geregelte Besonderheiten; weder ein kurzer Blick auf einen Schalter noch ein gewöhnliches Multimeter ersetzt ein normgerechtes Verfahren durch befugte Personen. Eine Auszubildende oder ein Auszubildender ist nicht automatisch Elektrofachkraft. Die verantwortliche Fachkraft legt Art, Umfang und Aufsicht der Aufgaben fest. Quelle: BGHM und BG ETEM, außerdem DGUV Vorschrift 3 und Durchführungsanweisungen.

Bau- und Gesundheitsschutz: Vor Bohren, Stemmen oder Leitungsdurchführungen ist die Gebäudesubstanz zu klären. In Bestandsgebäuden können asbesthaltige Spachtelmassen und Putze vorliegen. Bei Verdacht: Arbeit nicht beginnen beziehungsweise einstellen, Bereich sichern und verantwortliche Fachpersonen informieren. Erkundung, Gefährdungsbeurteilung, Zulässigkeit, ggf. Sachkunde und Schutzmaßnahmen richten sich nach der aktuellen Gefahrstoffverordnung und TRGS 519 (Änderung 2025). Leitungsdurchführungen in brandabschnittsbildenden Wänden erfordern eine abgestimmte, bauordnungsrechtlich geeignete Abschottung; keine improvisierten Öffnungen. Die landesspezifische Bauordnung und Leitungsanlagenrichtlinie sind im Betrieb zu prüfen.

Gesundheit, Umwelt, Daten: Ergonomisches Arbeiten, geeignete Werkzeuge und eine auftragsbezogene Gefährdungsbeurteilung schützen Menschen. Dokumentiere nur notwendige technische Informationen, verwende im Unterricht fiktive Grundrisse und Gerätedaten; keine WLAN-Schlüssel, Kundennamen, Fotos aus Kundenräumen oder Netzwerkzugangsdaten in offenen Lernplattformen. Verpackung und Elektroaltgeräte gehören in die vorgesehenen Sammel- und Rücknahmesysteme; Lebensdauer, Reparierbarkeit und Stromverbrauch sind Auswahlkriterien.

Schalt- und Installationspläne digital erstellen

Verschiedene Planarten erfüllen verschiedene Zwecke

Blockschaltplan zeigt Funktionsgruppen und Energie- oder Informationsfluss (Quelle – Schutzeinrichtung – Verbraucher). Stromlaufplan zeigt elektrische Verbindungen und die Funktion mit genormten Schaltzeichen. Installationsplan zeigt die räumliche Anordnung, Leitungswege, Betriebsmittel, Montageorte und Maße. Ein einpoliger Übersichtsplan vereinfacht die Darstellung, ein allpoliger Plan enthält detailliertere Leitungsverbindungen. Ein Plan ersetzt weder Gefährdungsbeurteilung noch Messung.

Arbeite bei digitalen Zeichnungen mit eindeutigen Symbolen, Legende, Projektkennung (z. B. „Übungsauftrag A“), Datum, Versionsstand, Maßstab, Längen, Verbindungspunkten und prüfbaren Gerätebezeichnungen. Im Team wird nur eine freigegebene Planversion gebaut. Beispiele für Prüfungen am Plan: Stimmt die Betriebsspannung? Sind Rückleiter, Polarität, Schutzmaßnahme und Trennstellen beschrieben? Sind Leitungswege mit Brandabschnitten und fremden Gewerken abgestimmt? Lassen sich einzelne Geräte in der Stückliste wiederfinden?

Bild: Einlinienartige Installationsskizze als Übung zum Unterscheiden von räumlicher Übersicht und detaillierter Verdrahtung; kein Nachweis aktueller VDE-Konformität. Urheber: Sunspeanzler, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Bild: Anschaulicher Verdrahtungsplan für eine Schalter-Leuchten-Schaltung; historische Beispielgrafik, nicht als Montageanweisung oder Nachweis heutiger Leiterkennzeichnung verwenden. Urheber: Sunspeanzler, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Digitaler Arbeitsablauf und Teamabstimmung

Überführe die Anforderungsliste in eine Geräte- und Leitungsliste. Zeichne zunächst einen einfachen Plan und lasse eine zweite Person eine Planprüfung anhand derselben Anforderungen durchführen. Führe Änderungen nachvollziehbar: „V2 – Leitungsquerschnitt nach Spannungsfallberechnung geändert“. Datenblätter werden mit Fundstelle und Abrufdatum notiert; Kundenunterlagen bleiben in freigegebenen betrieblichen Speichern. Als Übung ist auch ein stromloser Papieraufbau oder eine Schaltungssimulation geeignet. Fehlerhafte Grafiken aus dem Internet werden nicht ungeprüft zu Anschlussanweisungen.

Typische Fehler: Stromlauf- mit Installationsplan verwechseln; unklare Symbollegende; fehlende Vermaßung; Änderungen nur mündlich weitergeben; sensible Betriebsdaten in frei zugänglichen Online-Tools ablegen.

Energiebedarf, Leitungsbemessung und nachhaltige Auswahl

Grundgrößen mit Einheiten

Für einen idealisierten Gleichstromverbraucher gilt P = U · I, also I = P / U. Bei 36 W und 24 V ergibt sich I = 36 W / 24 V = 1,5 A. Im realen Betrieb können Einschaltströme, Spannungsbereiche und Wirkungsgrad Abweichungen verursachen; maßgebend ist die technische Dokumentation. Die elektrische Energie im Dauerbetrieb berechnest du mit E = P · t. Bei 36 W und 8 h sind das 288 Wh oder 0,288 kWh. Eine Abschaltfunktion kann Energie sparen; ihre Umsetzbarkeit ist mit Nutzungsanforderungen und Herstellerhinweisen abzugleichen.

Leitungen und Schutzorgane: Prüfe Betriebsstrom I_B, Bemessungsstrom I_n eines Schutzorgans und zulässige Strombelastbarkeit I_z unter den konkreten Verlege-, Temperatur- und Häufungsbedingungen. Das häufig verwendete Grundkriterium lautet I_B ≤ I_n ≤ I_z; weitere Bedingungen, darunter Auslöseverhalten, Kurzschlussfestigkeit, Schutzmaßnahme und Anschlussklemmen, müssen zusätzlich nach den jeweils anzuwendenden Normen erfüllt sein. Aus dem Verbraucher-Nennstrom allein darfst du weder einen Netz-Leitungsschutzschalter noch den kleinsten zulässigen Leiterquerschnitt festlegen. Achte auch auf mechanische Beanspruchung, Brandverhalten, Herstellerempfehlungen und Gesamtlebensdauer.

Rechenweg für den Spannungsfall im 24-V-DC-Modell

Annahmen für die Übung: Einseitige Entfernung l = 10 m; zwei Kupferadern für Hin- und Rückleiter; Leiterquerschnitt A = 1,0 mm²; angenommener spezifischer Widerstand bei 20 °C ρ = 0,0178 Ω·mm²/m; Strom I = 1,5 A. Die Berechnung vereinfacht Kontakte, Temperaturanstieg und Quelleninnenwiderstand. Daher ist sie keine alleinige Freigabe.

1. Schleifenlänge: 2 · 10 m = 20 m.

2. Leitungswiderstand: R = ρ · (2l) / A = 0,0178 Ω·mm²/m · 20 m / 1,0 mm² = 0,356 Ω.

3. Spannungsfall: ΔU = I · R = 1,5 A · 0,356 Ω = 0,534 V.

4. Relativer Spannungsfall: 0,534 V / 24 V · 100 = 2,225 %. Damit wird das ausschließlich für diesen Lernauftrag festgelegte 3-%-Ziel rechnerisch eingehalten. Das ist kein allgemein gültiger normativer Grenzwert.

5. Leitungsverlustleistung: P_V = I² · R = (1,5 A)² · 0,356 Ω = 0,801 W. Eine rechnerische Verbraucherspannung beträgt im vereinfachten Fall 24 − 0,534 = 23,466 V; prüfe, ob der Hersteller diesen Betrieb zulässt.

Variantenvergleich: Bei nur 0,75 mm², sonst gleichen Annahmen, folgt R = 0,0178 · 20 / 0,75 ≈ 0,475 Ω; ΔU ≈ 0,712 V; Anteil ≈ 2,97 %. Diese Variante liegt gerade unter dem Lernzielwert, bietet aber weniger Reserve. Leiterstrombelastbarkeit, Steckerfreigabe, Umgebung, mechanische Sicherheit und Herstellervorgaben können trotzdem einen anderen Querschnitt verlangen. Vermeide Scheingenauigkeit: Die Beispiele gelten näherungsweise bei 20 °C, reale Kupferleitungen werden warm.

Video: „Spannungsfall DeltaU – Leitungsberechnung – einfach und anschaulich erklärt“ von #Sogeht by Sven Stemmler (2021). Vergleiche Formelweg und Einheiten mit dem oben gezeigten Gleichstrommodell. Originalvideo

Wirtschaftliche und ökologische Entscheidung

Die günstigste Anschaffung muss nicht die wirtschaftlichste Lösung sein. Vergleiche Stromverlust, Reparierbarkeit, Lebensdauer, Ersatzteilversorgung, Verfügbarkeit und fachgerechte Entsorgung. Bei 0,801 W Leitungsverlust und beispielhaft 2.000 Betriebsstunden pro Jahr entstehen 1,602 kWh Leitungsverlust pro Jahr. Bei einem rein angenommenen Strompreis von 0,30 €/kWh entspräche dies rund 0,48 € pro Jahr. Diese Rechnung zeigt die Methode, nicht ein garantiertes Einsparpotenzial. Für echte Angebote benötigt der Betrieb aktuelle Einkaufspreise und die jeweils gültige steuerliche Behandlung.

Berufliche Entscheidung: Beurteile die Leitung nicht nur nach Prozentwert, sondern gemeinsam nach Sicherheit, Funktion, Umweltverträglichkeit, Montagebedingungen und Kosten. Prüfe Herstellerdaten und entscheide im Fachgespräch begründet.

Arbeitsorganisation, Material, Angebot und Kommunikation

Arbeitsplan für die vollständige Handlung

Phase	Nachprüfbares Ergebnis	Zuständigkeit im Lernprojekt
Informieren	Anforderungsliste mit freigegebenen Gerätedaten und offenen Fragen	Lernteam mit Ausbilderin oder Ausbilder
Planen	Blockschaltbild, Installationsskizze, Bemessungsblatt, Gefährdungsbeurteilung	Lernteam; Sicherheitsprüfung durch verantwortliche Fachkraft
Entscheiden	Begründete Material- und Variantenwahl, Zustimmung zur Modellfreigabe	Fachgespräch und Freigabe
Ausführen	Beschrifteter SELV-Modellaufbau ohne Netzanschlussarbeiten	Nur im freigegebenen Lernaufbau unter Anleitung
Kontrollieren	Sichtprüfung, ungefährliche Funktionskontrolle und dokumentierte Betriebswerte	Angewiesene Prüfung, Freigabe durch Fachkraft
Bewerten	Verbesserungsprotokoll und Übergabe mit Bedienhinweisen	Lernteam und Auftraggeberrolle

Für die reale Installation kommen Genehmigungen, Baustellenkoordination, Bestellung, sichere Lagerung, Transport, Werkzeug- und Materialprüfung, Brandschutzabstimmung, Terminfreigaben und die Kontrolle von Fremdgewerken hinzu. Ein zeitlich getakteter Ablaufplan benennt Abhängigkeiten: Ohne geklärte Gebäudesubstanz kein Wanddurchbruch, ohne freigegebenen Plan keine Ausführung und ohne vorgeschriebene Prüfungen keine Übergabe.

Beispiel einer transparenten Angebotskalkulation

Die folgenden Preise sind frei erfundene Übungswerte, keine Marktangebote. Menge und Einheit werden im Aufmaß erfasst.

Position	Menge und Beispielpreis	Nettobetrag
Steckfertiges SELV-Netzteil 24 V, 60 W, gemäß Hersteller für Übung geeignet	1 Stück zu 38,00 €	38,00 €
24-V-Informationsmodul mit 36 W	1 Stück zu 24,00 €	24,00 €
Geeignete zweiadrige Kupferleitung, 1,0 mm²	10 m zu 1,80 €	18,00 €
Herstellerkompatible Kleinspannungs-Absicherung mit Halter	1 Satz zu 12,00 €	12,00 €
Beschriftung und Befestigung	1 Satz zu 9,00 €	9,00 €
Arbeitszeit des fiktiven Übungsbetriebs	2,5 h zu 65,00 €	162,50 €
Netto gesamt		263,50 €
Beispielrechnung Umsatzsteuer 19 %	263,50 € · 0,19	50,07 €
Rechnerischer Gesamtbetrag		313,57 €

Die Absicherung kann nicht allein aus dem 1,5-A-Betriebsstrom ausgewählt werden; konkrete Schutzkomponenten müssen zur Spannungsquelle, Leitung und zum Gerät passen und von der fachkundigen Betreuung freigegeben sein. Trenne Materialkosten, Arbeitszeit, Zuschläge und Steuer transparent. Ein Aufmaß enthält tatsächlich festgestellte Mengen; es bildet die Grundlage für eine spätere Abrechnung und muss nicht identisch mit dem Angebot sein.

Kundengespräch: Erkläre in verständlicher Sprache, warum die Leitung und Schutzmaßnahmen gewählt wurden, welche Funktion geprüft wurde, was nicht geprüft werden durfte und wie sich das System sicher außer Betrieb nehmen lässt. Fehlende Prüfungen niemals als „bestanden“ angeben.

Vollständiger Praxisfall: Sichere 24-V-Versorgung eines Informationsmoduls

Auftrag, Ergebnis und Durchführung

Auftragssituation (vollständig fiktiv): Ein Schulungslabor benötigt eine mobile Anzeige für einen Modell-Arbeitsplatz. Das Gerät benötigt 24 V DC und maximal 36 W, wird acht Stunden täglich genutzt und soll 10 m entfernt von einer geeigneten, fertig konfektionierten SELV-Quelle platziert werden. Das Netzteil wird als bereits geprüftes, steckfertiges Betriebsmittel bereitgestellt; sein Netzanschluss wird weder geöffnet noch verändert. Ohne geeignete und freigegebene Lernmittel erfolgt ausschließlich die Computersimulation.

Arbeitsauftrag in sechs Schritten:

Analysieren: Notiere 24 V DC, 36 W, 10 m, acht Stunden und das fiktive 3-%-Projektziel; fordere zusätzlich den zulässigen Eingangsspannungsbereich und Angaben zu Anlaufstrom und Anschlüssen an.
Planen: Zeichne „geprüfte SELV-Quelle → passende, herstellerfreigegebene Kleinspannungs-Absicherung → zweiadrige Leitung → Informationsmodul“ als Blockschaltbild und markiere Plus- und Rückleiter. Zeichne zusätzlich eine 10-m-Installationsskizze.
Berechnen und entscheiden: I = 1,5 A, R = 0,356 Ω, ΔU = 0,534 V, relativer Wert 2,225 %, Leitungsverlust ≈ 0,801 W. Begründe 1,0 mm² als rechnerische Übungsvariante; prüfe zusätzlich Freigaben, Stecker, zulässigen Spannungsbereich und Schutzkoordination.
Material und Arbeit koordinieren: Fertige die Stückliste und einen Ablauf- und Gefährdungsplan an; lege fest, wer die Stromquelle kontrolliert, wer zeichnet und wer das Protokoll führt. Die Lehrkraft oder Fachkraft prüft und genehmigt den Aufbau.
Sicher realisieren: Baue nur das freigegebene Schutzkleinspannungsmodell nach Herstelleranweisung auf oder simuliere es. Keine Veränderungen an Netzspannungsseite, Gebäudeinstallation oder unbekannten Leitungen. Prüfe vor Zuschalten die sichtbaren Verbindungen und Beschriftungen durch die zuständige Person.
Prüfen, übergeben, bewerten: Prüfe im freigegebenen Modell die Sichtmerkmale, die Funktion und die ungefährlich messbaren 24-V-Betriebswerte nach Anleitung; protokolliere Soll, Ist, Messmittel und Ergebnis. Übergabe: Bedienung und Grenzen erklären, Aufmaß und Kalkulation erläutern, Verbesserungen benennen.

Prüfbares Arbeitsergebnis: Eine unterschriebene beziehungsweise schulisch bestätigte Anforderungsliste, zwei Planskizzen, ein vollständiges Rechenblatt mit Einheiten, begründete Komponentenauswahl, Materialliste mit Preisen, Zeitplan, Gefährdungsbeurteilung, SELV-Modell oder Simulationsdatei, Prüfprotokoll, Aufmaß und ein kurzes Übergabeskript. Prüfe die berechneten 2,225 % gegen das vorgegebene Lernziel und vermerke, dass die reale Freigabe weitergehende Hersteller- und Schutzprüfungen erfordert.

Bild: Digitalmultimeter bei einer Widerstandsmessung als Beispiel für Messgerätedokumentation; Messbereich, Grenzwerte und Eignung sind zu prüfen. Urheber: Michael Häckel, Public Domain, Wikimedia Commons. Ein solches Gerät ist hier keine Anleitung zur Spannungsfreiheitsfeststellung an einer Netzinstallation.

Vorlage für das Prüfprotokoll

Merkmal	Erwarteter Befund / Soll	Ist / Eintrag im Lernprojekt
Modellquelle	Geeignetes, freigegebenes 24-V-DC-SELV-Gerät	Gerätekennung und Freigabe eintragen
Sichtprüfung	Unbeschädigte Teile, korrekte Beschriftung, keine offenliegenden gefährlichen Teile	Beobachtung dokumentieren
Schaltungsprüfung	Plan und Modell stimmen überein, richtige Polarität	Vergleich eintragen
Rechenprüfung	I = 1,5 A; ΔU rechnerisch = 0,534 V; 2,225 % bei Idealannahmen	Unabhängig nachrechnen
Modell-Funktionsprüfung	Gerät funktioniert gemäß Freigabe und Betriebsanleitung	Beobachtetes Ergebnis eintragen
Betriebswerte	Nur geeignete 24-V-Messung nach Einweisung und mit zugelassenem Messgerät	Tatsächlichen Messwert mit Einheit eintragen, niemals erfinden
Abweichungen	Offene Punkte und Maßnahmen nachvollziehbar	Abweichung, Verantwortung und Nachprüfung festhalten
Übergabe	Benutzerinformation und Einschränkungen verstanden	Datum, Rolle und Feedback im Übungsprojekt

Abgrenzung: Diese Tabelle ist ein Lernprotokoll für das Schutzkleinspannungsmodell, kein vollständiger Prüfbericht einer Niederspannungsanlage. Bei echten Anlagen richten sich Besichtigen, Erproben, Messen und Prüfbericht nach DIN VDE 0100-600 und den weiteren einschlägigen Regeln durch befugte Fachkräfte. Es dürfen keine Messwerte vorgetäuscht werden.

Bewertungsraster und Rückmeldung

Leistungskriterium	Maximalpunkte	Woran du die Leistung erkennst
Auftragsanalyse	10	Relevante Angaben, offene Fragen und Abnahmekriterien eindeutig
Sicherheit und Risikobeurteilung	20	Zuständigkeiten, SELV-Grenze, Asbest- und Brandschutz, sichere Alternative korrekt
Pläne und Abstimmung	15	Funktionsgerechte Symbole, Maßangaben, nachvollziehbare Version
Berechnung und Begründung	15	Richtige Einheiten, Strom, Widerstand, Spannungsfall, Grenzen erklärt
Material, Wirtschaftlichkeit, Umwelt	10	Vollständige Mengen, transparente Musterpreise, Nachhaltigkeitsabwägung
Modell und Funktionskontrolle	15	Freigegebener Aufbau oder Simulation, realistische Soll-Ist-Prüfung
Prüfprotokoll und Übergabe	10	Nachweisbare Einträge, verständliche Einweisung und Aufmaß
Reflexion und Verbesserung	5	Konkrete Fehleranalyse und Verbesserungsmaßnahme
Summe	100

Feedback: 90–100 Punkte: sehr überzeugend und selbstkritisch; 75–89: wesentliche Kompetenzen sicher, Details verbessern; 60–74: Grundidee vorhanden, gezielt nacharbeiten; unter 60: Auftrag mit Hilfen erneut durchgehen. Sicherheitsvorbehalt: Ein gravierender Sicherheitsverstoß führt ungeachtet der Punktzahl zum Stopp des praktischen Aufbaus, zur Unterweisung und erneuten Freigabe. Punkte sind ein didaktisches Raster, keine amtlichen Prüfungsnoten.

Transferfall zum Nachdenken: Das BIBB schildert als Beispiel einen 3,5-kW-Durchlauferhitzer mit 230 V in einem älteren Gebäude mit asbesthaltigem Putz und feuerbeständiger Wand. Der reine rechnerische Betriebsstrom beträgt näherungsweise 3500 W / 230 V ≈ 15,22 A. Daraus folgt keine sichere Leitungsauswahl und keinerlei Arbeitsfreigabe! Netzsystem, Verlegeart, Umgebung, Spannungsfall, Schutzmaßnahme, Brandschutz und Gefahrstoffrecht müssen von qualifizierten Verantwortlichen geklärt werden. Eine sichere Lernalternative ist die schriftliche Risiko- und Planbewertung ohne Bohren oder Netzanschluss. Quelle: BIBB, Ausbildung gestalten, S. 85.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste dein Wissen

Welche Information fehlt für die seriöse Planung einer Energieversorgung am dringendsten? (Die Bemessungsspannung und maximale Leistungsaufnahme des Geräts) (!Die Lieblingsfarbe der Bestellerin) (!Die Reihenfolge der Namen im Team) (!Die Marke des Textverarbeitungsprogramms)

Welches Ergebnis folgt für ein idealisiertes 24-V-Gleichstromgerät mit 36 W? (1,5 A Betriebsstrom) (!0,67 A Betriebsstrom) (!24 A Betriebsstrom) (!36 A Betriebsstrom)

Welche Beschreibung trifft die Aufgabe eines RCD am besten? (Er erfasst einen Fehlerdifferenzstrom und kann den Stromkreis abschalten) (!Er begrenzt jede Überlast ohne zusätzliche Schutzeinrichtungen) (!Er senkt die Netzspannung von selbst auf Schutzkleinspannung) (!Er speichert elektrische Energie bei Netzausfall)

Welche Aussage zum Stromversorgungssystem ist fachlich richtig? (Im TT-System ist die Anlagenerdung von der Betriebserdung unabhängig) (!TN und TT bedeuten stets die gleiche Schutzleiterführung) (!Im IT-System sind alle aktiven Leiter zwingend direkt geerdet) (!Das Netzsystem kann allein an der Gehäusefarbe erkannt werden)

Was ist bei Asbestverdacht vor einer geplanten Wandbohrung sachgerecht? (Arbeit unterbrechen und eine fachkundige Gefährdungsbeurteilung veranlassen) (!Ohne Prüfung mit höherer Drehzahl bohren) (!Den entstehenden Staub mit einem Haushaltsstaubsauger aufnehmen) (!Die Bohrung ohne Information der verantwortlichen Person beginnen)

Welcher Plan stellt vor allem Positionen und Leitungswege räumlich dar? (Der Installationsplan) (!Der ausschließlich elektrische Ersatzschaltplan) (!Die Rechnung) (!Das Wartungsjournal ohne Skizzen)

Wodurch wird der Strom in einem längeren Kupferleiter bei gleichem Querschnitt rechnerisch stärker beeinflusst? (Der elektrische Widerstand steigt mit der Leitungslänge) (!Der spezifische Widerstand wird immer null) (!Der Widerstand wird unabhängig von der Länge halbiert) (!Der Leiterquerschnitt wächst allein durch längeres Verlegen)

Wie groß ist der idealisierte Spannungsfall bei 1,5 A und 0,356 Ohm? (0,534 V) (!0,237 V) (!2,250 V) (!3,560 V)

Welche Aussage zur Inbetriebnahme einer echten Niederspannungsanlage trifft zu? (Erforderliche Prüfungen und Dokumentation sind durch befugte Fachkräfte sicherzustellen) (!Ein erfolgreicher Simulationslauf ersetzt jede erforderliche Prüfung) (!Eine Sichtkontrolle ohne Messung ist in jedem Fall ausreichend) (!Eine Auszubildende darf ohne Aufsicht grundsätzlich jede Netzinstallation freigeben)

Welche Dokumentation eignet sich als Grundlage für die Mengenabrechnung? (Ein nachvollziehbares Aufmaß mit tatsächlich erfassten Mengen) (!Eine Sammlung nicht zuordenbarer Preisetiketten) (!Ein Prospekt ohne Positionsmengen) (!Eine Liste frei geschätzter Messwerte)

Memory

Ordne die sechs Fachbegriffe ihren zutreffenden Funktionen zu. Die Kontrolle erfolgt im Spiel; vergleiche danach deine Begründungen mit den Fachkapiteln.

Lastenheft	Beschreibt die Anforderungen aus Sicht des Auftraggebers
Stromlaufplan	Stellt elektrische Funktionen und Verbindungen dar
Installationsplan	Verortet Geräte und Leitungswege räumlich
RCD	Überwacht den Differenzstrom zwischen Hin- und Rückweg
Aufmaß	Erfasst ausgeführte Mengen für die Abrechnung
SELV	Schutzkleinspannung mit schutzgetrennter Versorgung nach maßgeblichen Regeln

Drag-and-drop

Ordne jeder Phase der vollständigen Handlung den passenden Arbeitsschritt zu.

Passende Phase	Arbeitsschritt
Informieren	Betriebsmitteldaten und Kundenanforderungen recherchieren
Planen	Technische Skizze und Gefährdungsbeurteilung erarbeiten
Entscheiden	Materialvariante fachlich begründet auswählen
Kontrollieren	Modellfunktion und Prüfergebnisse vergleichen
Bewerten	Verbesserungen aus dokumentierten Abweichungen ableiten

Kreuzwort

Die gesuchten Fachwörter bestehen jeweils aus einem einzigen Wort.

Leitung	Elektrische Verbindung zwischen Quelle und Verbraucher
Spannung	Elektrische Größe mit der Einheit Volt
Strom	Elektrische Größe mit der Einheit Ampere
Widerstand	Elektrische Größe mit der Einheit Ohm
Schutzleiter	Leiter zur Einbindung berührbarer leitfähiger Teile in eine Schutzmaßnahme
Brandschutz	Maßnahmen zur Begrenzung von Brandentstehung und Brandausbreitung

LearningApps

Recherchiere ergänzende interaktive Lernangebote zum Kursthema. Die Suchergebnisse stammen von externen Autorinnen und Autoren und müssen vor Einsatz fachlich geprüft werden.

Lückentext

Ergänze jeweils einen Begriff; orientiere dich an den erläuterten Zusammenhängen, nicht an auswendig gelernten Wortlisten.

Die Analyse eines Kundenauftrags beginnt mit einer klaren

.

Ein Dokument mit räumlichen Positionen der Betriebsmittel heißt

.

Das Differenzstrom-Schutzgerät wird häufig mit der Kurzform

bezeichnet.

Für die Spannungsfallberechnung einer zweipoligen Gleichstromleitung sind Hin- und

zu berücksichtigen.

Die elektrische Leistung ergibt sich bei idealisiertem Gleichstrom aus Spannung mal

.

Die elektrische Leistung wird in der Einheit

angegeben.

Die im Projekt angenommene Leitungslänge je Richtung beträgt

Meter.

Wichtige Arbeitsrisiken sind vor der Ausführung in einer

zu erfassen.

Ein Protokoll dokumentiert den Vergleich zwischen Sollwert und

.

Tatsächlich ausgeführte Materialmengen hält das

fest.

Offene Aufgaben

Leicht

Kundenauftrag: Formuliere zu einer erfundenen 24-V-Anzeige acht Rückfragen, trenne bekannte Fakten von ungeklärten Punkten und gib ein messbares Abnahmekriterium an.
Typenschild: Erstelle ein Glossar mit rated voltage, input current, power consumption und ingress protection; übersetze, erkläre und belege die Informationen mit einem öffentlich verfügbaren Datenblatt.
Schaltzeichen: Zeichne von Hand ein Blockschaltbild einer ungefährlichen Kleinspannungsschaltung und erkläre die Funktion von Quelle, Leitung und Last.
Arbeitsschutz: Erstelle eine Warnkarte zu Strom, Asbest und Brandschutz mit je einem Erkennungsmerkmal, einer sicheren Reaktion und einer zuständigen Person.

Standard

Spannungsfall: Rechne den 24-V-Praxisfall selbstständig für 0,75 und 1,0 mm²; vergleiche die Ergebnisse und benenne mindestens zwei Grenzen des vereinfachten Modells.
Elektroinstallation: Entwirf in einer Zeichensoftware eine räumliche Installationsskizze für das fiktive Lernlabor mit Längen, Legende, Gerätekennungen und Versionsvermerk.
Kostenrechnung: Erstelle eine tabellarische Material- und Angebotskalkulation mit synthetischen Preisen; erläutere den Unterschied zwischen Angebot, tatsächlichem Aufmaß und Rechnung.
Messprotokoll: Entwickle eine Soll-Ist-Vorlage für ein freigegebenes SELV-Modell oder eine Simulation, einschließlich Gerätekennung, Messmittel, Prüfmerkmal und dokumentierter Abweichung.

Schwer

Leitungsdimensionierung: Beurteile eine veränderte Last von 48 W bei 24 V über 15 m einseitige Strecke; berechne eine geeignete rechnerische Querschnittsvariante und diskutiere weitere unverzichtbare Auswahlbedingungen ohne reale Netzinstallation.
Netzsystem: Vergleiche TN-, TT- und IT-System anhand von Schutzleiterbezug und Schutzkonzept, nenne Informationslücken bei einer Bestandsanlage und begründe, warum eine Aufsicht erforderlich ist.
Projektmanagement: Entwickle einen vollständigen Arbeitsplan mit Verantwortlichkeiten, Materialbestellung, Freigabepunkten, Versionierung, Sicherheitsunterbrechung, Prüfdokumentation und Rückblick.
Brandschutz: Bearbeite den fiktiven 3,5-kW-BIBB-Transferfall ausschließlich auf Papier: berechne den Betriebsstrom, kennzeichne Asbest- und Brandabschnittsrisiken, formuliere die erforderlichen Fachabstimmungen und begründe ausdrücklich, warum keine Bau- oder Anschlussarbeit begonnen werden darf.

Lernkontrolle

Auftragsanalyse: Du erhältst ein unvollständiges Gerätedatenblatt. Identifiziere vier entscheidungsrelevante Lücken und begründe, welche davon vor einer Kostenkalkulation und welche vor jeder Ausführung geklärt werden müssen.
Schutzmaßnahmen: Eine Person schlägt vor, den RCD statt des Leitungsschutzes einzubauen. Analysiere die Schutzfunktionen und formuliere eine sichere fachliche Gegenfrage ohne Anschlussanleitung.
Berechnung: Rechne für 24 V, 48 W, 12 m einseitige Kupferleitung und 1 mm² den Widerstand und Spannungsfall unter der gegebenen 20-°C-Annahme aus; erkläre, warum die tatsächliche Freigabe mehr Informationen erfordert.
Technische Dokumentation: Prüfe einen absichtlich fehlerhaften Plan mit fehlender Legende, falscher Gerätespannung und fehlender Versionsnummer; schlage nachvollziehbare Korrekturen vor.
Gefährdungsbeurteilung: Erläutere bei Verdacht auf asbesthaltigen Putz und Durchbruch einer brandabschnittsbildenden Wand die fachlich richtige Unterbrechungs- und Abstimmungsfolge.
Angebotserstellung: Kontrolliere die sechs Positionen des Beispielangebots, rechne Netto- und Bruttosumme nach und erkläre, weshalb ein späteres Aufmaß abweichende Mengen ergeben kann.
Qualitätssicherung: Beurteile ein Prüfprotokoll ohne tatsächliche Istwerte und ohne Freigabe. Entscheide, was nachzuarbeiten ist und warum eine Freigabe nicht behauptet werden darf.

Rückmeldung für die Lernkontrolle: Begründe deine Antworten mit Datenblattangaben, Einheiten, freigegebenem Plan oder Quellenstelle. Prüfe Rechenwege auf Plausibilität, lasse eine Partnerperson offene Risiken markieren und reiche überarbeitete Lösungen zur fachlichen Rückmeldung ein. Keine Netzspannungsversuche als Leistungsnachweis.

Lernnachweis

Dein Lernportfolio enthält: (1) Anforderungsliste und nachvollziehbare Auftragsklärung, (2) dokumentierte Quellen und eine Fachwortliste, (3) Gefährdungsbeurteilung und Sicherheitsfreigabe für das Modell, (4) Blockschaltbild und digitale Installationsskizze, (5) Rechenblatt für Laststrom, Leitungswiderstand, Spannungsfall und Verlustleistung, (6) begründete Komponentenwahl, Materialliste und Angebot, (7) freigegebenes 24-V-Modell oder nachprüfbare Simulation, (8) tatsächliches Soll-Ist-Prüfprotokoll, (9) Aufmaß und Übergabeskript sowie (10) Selbstbewertung nach dem 100-Punkte-Raster. Der Nachweis gilt im Kurs als vollständig, wenn alle zehn Bausteine vorhanden, fachlich nachvollziehbar, sicher und ohne erfundene Messwerte dokumentiert sind. Die Lehrkraft oder ausbildende Fachperson bewertet Qualität und Freigabe, nicht ein automatisches Quiz allein.

Transferleistung: Lege die Grenzen deiner Berechnung offen und formuliere die zusätzlichen Prüfungen, die für einen echten betrieblichen Auftrag mit Netzspannung, Netzsystem, Brandabschnitt oder gefährlicher Gebäudesubstanz notwendig wären. Kein Lernportfolio berechtigt zur eigenverantwortlichen Arbeit an elektrischen Anlagen.

OER und Wikipedia

Verlässliche Fach- und Rechtsquellen (geprüfte Seiten, Stand Oktober 2026):

KMK-Rahmenlehrplan Informationselektroniker/-in, Lernfeld 2, S. 11 – Kompetenzbezug, 80 Unterrichtsstunden.
BIBB-Berufsprofil und aktuelle Rechtsgrundlagen – Berufsbild und zuständige Handwerksorganisation, auch Angaben zu Änderungen der Prüfungsverordnung 2026.
BIBB-Umsetzungshilfe 2021 – Praxisbeispiel S. 85; CC BY-NC-ND 4.0, nur verlinkt und eigenständig zusammengefasst, nicht verändert oder kopiert.
Ausbildungsordnung InfoElekAusbV – betrieblicher Ausbildungsrahmenplan und Pflichten.
BGHM: Arbeiten an elektrischen Anlagen und BG ETEM: fünf Sicherheitsregeln – Qualifikation, Leitung und Aufsicht, Sicherungsmaßnahmen.
DKE zu DIN VDE 0100-520:2023-06, DIN Media zu 0100-410:2018-10 und DKE zu 0100-600:2017-06 – Themen und Veröffentlichungsstände; vollständige Normtexte sind in der Regel lizenzpflichtig.
BAuA: TRGS 519, BAuA: Asbest-FAQ – aktuelle Anforderungen, Änderungen und Zuständigkeiten.
Bundesumweltministerium: Elektroaltgeräte – Rückgabe und Ressourcenschutz.
Wikipedia: Elektroinstallation und Wikipedia: Fehlerstrom-Schutzschalter – frei zugängliche Einstiegstexte, kritisch mit Fachquellen abzugleichen.

Mediennachweise mit überprüfbaren Dateiseiten und Nutzungsbedingungen:

Eingebettete Datei oder Video	Quelle / Fundstelle	Urheber	Lizenz beziehungsweise Nutzungsinformation
File:Simple-electric-circuit.svg	Commons-Dateiseite	MikeRun	CC BY-SA 4.0
File:Residual-current device scheme.svg	Commons-Dateiseite	boom1x	CC BY-SA 3.0, alternativ GFDL
File:One-line bw 2switch 2lamp 1plug.svg	Commons-Dateiseite	Sunspeanzler	CC BY-SA 4.0
File:Colour-wiring sw simple switch.svg	Commons-Dateiseite	Sunspeanzler	CC BY-SA 4.0
File:Digitalmultimeter.jpg	Commons-Dateiseite	Michael Häckel	Gemeinfrei laut Dateiseite
https://www.youtube.com/watch?v=6rmOmnPMY88	YouTube-Videoseite	Max Oevermann	Urheberrecht beim Kanal, YouTube-Einbettung, keine behauptete OER-Lizenz
https://www.youtube.com/watch?v=cwJl7vCC1rY	YouTube-Videoseite	#Sogeht by Sven Stemmler	Urheberrecht beim Kanal, YouTube-Einbettung, keine behauptete OER-Lizenz

Mediengrenze: Es wurden fünf thematisch passende Commons-Dateiseiten und zwei deutschsprachige YouTube-Videodatensätze gefunden und zugeordnet; die historischen Zeichnungen sind keine normgeprüften Anleitungen. Abspielbarkeit, Embed-Freigabe, lokale Wiki-Dateiauflösung und Rechteänderungen können sich ändern. Die Links zu Drittangeboten sind keine amtlichen Prüfbelege; von Sofatutor wird nichts übernommen.

Verknüpfte Lernbereiche

Elektrische Systeme

Verbindungen zu anderen Ausbildungsinhalten: LF 1 – Stromkreisgrößen, Messen und Fehlersuche; LF 3 – Steuerungen, Sensoren und Aktoren; LF 4 – Informationstechnische Systeme und Daten; LF 5 – Energieversorgung und sichere Anlagen. Ergänzend: Mathematik (Formeln, Prozent, Einheiten), Deutsch/Englisch (Kundengespräch, Datenblatt), Wirtschaft (Kosten, Aufmaß), Informatik (CAD, Versionsmanagement, Informationssicherheit), Umweltbildung (Lebenszyklus, Recycling). Geeignete Projekte sind ein sicherer 24-V-Anzeigestand, ein digitaler Installationsplan mit Revisionshistorie und ein fiktives Fachgespräch zur Bestandsmodernisierung ohne Arbeiten an der Anlage.