Abschnitt 3.4.1 · Elektronische Schaltungen und deren Merkmale · Technische Kenntnisse Klasse N. 10 Fragen, jede mit Erklärung.
Auf dieser Seite stehen alle 10 Prüfungsfragen zum Thema Strom- und Spannungsversorgung (Kapitel „Elektronische Schaltungen und deren Merkmale“). Überlege erst selbst und klappe dann die Lösung auf: Dort steht der Lösungsweg und bei jeder falschen Antwort, welcher Denkfehler dahintersteckt.
Ein Funkgerät braucht Gleichspannung, das Hausnetz liefert Wechselspannung — genau diese Lücke schließt das Netzgerät: es macht aus 230 V Wechselspannung eine niedrige, geglättete Gleichspannung, üblicherweise etwa 13,8 V. Diese Zahl ist kein Zufall, aber sie ist nicht die Ruhespannung eines Akkus: ein voller 12-V-Bleiakku hat etwa 12,7 V. 13,8 V ist die Spannung des Bordnetzes bei laufendem Motor, also die Ladeerhaltungsspannung. Weil Funkgeräte für den Mobilbetrieb gebaut werden, liefert das Netzteil dieselbe Spannung. Der zweite Grundgedanke ist der Stromkreis. Strom fließt nur im KREIS: hin durch den einen Leiter, durch das Gerät, und im anderen Leiter zurück. Deshalb ist die Versorgungsleitung zweipolig — nicht um mehr Strom zu tragen, und schon gar nicht, weil einer der beiden Leiter eine Erdung wäre. Über die Erde darf der Betriebsstrom niemals zurückfließen. Aus dem Kreis folgt auch, dass es auf die Richtung ankommt: Gleichstrom hat eine Polarität, und ein Funkgerät ist innen darauf ausgelegt. Wird verpolt angeschlossen, geht es kaputt — deshalb ist die Farbregel keine Kosmetik: Plus rot, Minus schwarz. Gute Netzteile fangen den Rest ab, was sie können: sie begrenzen den Strom im Kurzschlussfall und schalten bei Überhitzung ab. Sie können aber nicht verhindern, dass ein falsch angeschlossenes Gerät Schaden nimmt. Auf der Netzseite ist der dritte Kontakt im Schukostecker der Schutzleiter: er verbindet das Gerätegehäuse mit dem PE-Leiter der Steckdose, damit bei einem Isolationsfehler die Sicherung auslöst, statt dass das Gehäuse unter Spannung steht. Und bei Akkus ist die eine große Gefahr der Kurzschluss: ein Akku kann sehr viel Strom auf einmal abgeben, der Leiter glüht, der Akku wird heiß und kann bersten. Die Klasse E fragt nach der QUALITÄT einer Spannungsquelle, und das Maß dafür ist die Spannungskonstanz unter Last: eine gute Quelle hält ihre Spannung, auch wenn Strom gezogen wird. Bei einem Sender ist das keine Feinheit — bricht die Spannung im Sendeaugenblick ein, verzerrt das Signal. Daraus ergibt sich auch der Handel beim Schaltnetzteil. Es arbeitet nicht mit einem schweren Netztransformator, sondern zerhackt die Spannung mit hoher Frequenz; deshalb ist es leicht, klein und hat einen hohen Wirkungsgrad. Genau dieses Zerhacken ist aber sein Nachteil: es erzeugt selbst Hochfrequenz und kann damit den Empfang stören. Der Vorteil und der Nachteil haben also dieselbe Ursache, und wer das weiß, muss sich keinen von beiden merken.
Aufgabe des Netzgeräts
Gleichspannung aus 230 V Wechselspannung
Nicht umgekehrt, und keine Stabilisierung der 230 V.
Übliche Ausgangsspannung
etwa 13,8 V Gleichspannung
Die Bordnetzspannung eines Fahrzeugs bei laufendem Motor.
Warum zweipolig
hin im einen, zurück im anderen Leiter
Der Stromkreis muss über den Transceiver geschlossen sein.
Nicht über die Erde
kein Rückweg über Erde
Betriebsstrom gehört nie in den Schutzleiter.
Klemmenfarben
Plus rot, Minus schwarz
Grüngelb ist ausschließlich Schutzleiter.
Beim Anschließen
auf die Polung achten
Das ist der eine kritische Punkt.
Folge einer Verpolung
Beschädigung des Funkgeräts
Nicht nur ein verzerrtes Signal.
Schutzeinrichtungen
Strombegrenzung und Thermoabschaltung
In hochwertigen Gleichspannungsnetzgeräten.
Schutzkontakt im Stecker
Verbindung zum PE-Leiter
Nicht zu N, nicht zu L, und keine Brücke zwischen PE und N.
Akkus und Batterien
Kurzschluss vermeiden
Sehr hoher Strom, Hitze, Brand- und Berstgefahr.
Gute Gleichspannungsquelle
hohe Spannungskonstanz bei Belastung
Die Spannung soll nicht einbrechen, wenn Strom gezogen wird.
Schaltnetzteil, Vorteile
hoher Wirkungsgrad, leicht, klein
Deshalb sitzt es in fast jedem modernen Gerät.
Schaltnetzteil, Nachteil
kann hochfrequente Störungen erzeugen
Es arbeitet selbst mit hoher Schaltfrequenz — das ist der Preis.
Merken: Aus 230 V Wechselspannung macht das Netzteil etwa 13,8 V Gleichspannung — die Bordnetzspannung im Fahrzeug bei laufendem Motor. Zwei Leiter, weil der Strom im Kreis fließt: hin und zurück, niemals über die Erde. Plus rot, Minus schwarz, und Verpolen zerstört das Gerät. Der dritte Kontakt im Schukostecker ist der PE-Leiter. Eine gute Gleichspannungsquelle hält ihre Spannung unter Last. Ein Schaltnetzteil ist leicht, klein und wirkungsvoll, WEIL es zerhackt — und es stört, aus demselben Grund.
ND101Ein Mobilfunktransceiver ist an ein Netzgerät angeschlossen. Welche Aufgabe hat das Netzgerät?ab Klasse N
Die Stabilisierung der 230 V Wechselspannung.
Erzeugung einer Wechselspannung aus einer Gleichspannung.
Erzeugung einer Gleichspannung aus dem 230 V Wechselspannungsnetz.
Eine Internetverbindung zum Funkgerät herzustellen.
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Richtig ist C: Erzeugung einer Gleichspannung aus dem 230 V Wechselspannungsnetz.
Kniff: Prüfe bei jeder Antwort getrennt, was hineingeht und was herauskommt. Hinein gehen 230 V Wechselspannung, heraus muss eine niedrige Gleichspannung kommen. Eine Antwort dreht diese Richtung, eine lässt die Umwandlung ganz weg.
Warum die anderen nicht stimmen:
Die Stabilisierung der 230 V Wechselspannung. – Hier bleibt am Ausgang Wechselspannung, und auch die Höhe ändert sich nicht — ein Transceiver könnte damit nichts anfangen. Stabilisiert wird die eigene Ausgangsspannung des Netzteils, nicht das Hausnetz.
Eine Internetverbindung zum Funkgerät herzustellen. – Ein Netzgerät hat mit einem Datennetz nichts zu tun. Das Wort „Netz“ meint hier das Stromnetz, und geliefert wird Spannung, keine Verbindung.
Erzeugung einer Wechselspannung aus einer Gleichspannung. – Das ist die umgekehrte Richtung und beschreibt einen Wechselrichter, der aus einem Akku 230 V macht. Am Ausgang hängt hier aber das Funkgerät, und das braucht Gleichspannung.
ND102Welche Spannung liefert ein Netzgerät für einen Mobilfunk-Transceiver üblicherweise?ab Klasse N
ca. 230 V Gleichspannung
ca. 230 V Wechselspannung
ca. 13,8 V Gleichspannung
ca. 13,8 V Wechselspannung
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Richtig ist C: ca. 13,8 V Gleichspannung
Kniff: Jede Antwort besteht aus einer Zahl und einer Spannungsart, und nur eine hat beides richtig. Verwechsle nicht Eingang und Ausgang: die 230 V gehen in das Netzteil hinein. Heraus kommen etwa 13,8 V, und zwar als Gleichspannung.
Warum die anderen nicht stimmen:
ca. 13,8 V Wechselspannung – Die Zahl stimmt, die Spannungsart nicht. Ein Transceiver braucht Gleichspannung; mit Wechselspannung am Versorgungseingang arbeitet er nicht.
ca. 230 V Gleichspannung – Die Zahl ist die Eingangsspannung aus der Steckdose. Das Netzteil gibt sie nicht weiter, sondern setzt sie herab; richtig ist an dieser Antwort nur die Spannungsart.
ca. 230 V Wechselspannung – Das ist genau das, was vorne hineingeht. Stünde es unverändert am Ausgang, wäre das Netzteil überflüssig — und der Transceiver würde Schaden nehmen.
ND103Warum ist die Spannungsversorgungsleitung vom Gleichspannungsnetzteil zum Transceiver zweipolig ausgeführt?ab Klasse N
Der Strom fließt aus beiden Leitern heraus und über die Erde zum Netzteil zurück.
Der Strom fließt in einem Leiter hin und im anderen Leiter wieder zurück.
Damit insgesamt mehr Strom fließen kann.
Der Strom fließt in beide Leiter hinein und über die Erde zum Netzteil zurück.
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Richtig ist B: Der Strom fließt in einem Leiter hin und im anderen Leiter wieder zurück.
Kniff: Diese Frage will den Weg des Stroms hören. Prüfe, welche Richtung eine Antwort den beiden Leitern zuweist: gesucht ist die eine, in der ein Leiter hin und der andere zurück führt. Sobald die Erde als Rückweg auftaucht, ist die Antwort erledigt.
Warum die anderen nicht stimmen:
Damit insgesamt mehr Strom fließen kann. – Das verwechselt die Zahl der Leiter mit ihrem Querschnitt. Für mehr Strom nimmt man dickere Leiter; zwei Leiter braucht man auch für den kleinsten Strom, sonst fließt gar keiner.
Der Strom fließt aus beiden Leitern heraus und über die Erde zum Netzteil zurück. – Betriebsstrom darf nicht über die Erde zurückfließen. Und übernähme die Erde den Rückweg, bräuchte man für den Hinweg nur einen Leiter — der zweite wäre dann ohne Aufgabe.
Der Strom fließt in beide Leiter hinein und über die Erde zum Netzteil zurück. – Dieselbe unzulässige Erdung, nur mit umgekehrter Richtung: in beide Leiter gleichzeitig hinein kann der Strom nicht, denn einer von ihnen ist der Rückweg.
ND104Warum ist die Spannungsversorgungsleitung vom externen Netzteil zum Transceiver zweipolig ausgeführt?ab Klasse N
Der Transceiver nutzt eine Leitung, die andere Leitung dient zur Erdung.
Damit die Spannungsreduzierung nicht zu hoch wird.
Damit von beiden Polen des Netzteils der Strom zum Transceiver fließen kann.
Damit der Stromkreis über den Transceiver geschlossen werden kann.
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Richtig ist D: Damit der Stromkreis über den Transceiver geschlossen werden kann.
Kniff: Gleiche Frage wie in ND103, aber die richtige Antwort nennt hier nicht den Weg, sondern das Ziel: den über den Transceiver geschlossenen Kreis. Suche also die Antwort, die vom geschlossenen Stromkreis spricht, nicht die Beschreibung von hin und zurück. Der Transceiver liegt im Kreis, er ist nicht sein Endpunkt, in dem der Strom verschwindet.
Warum die anderen nicht stimmen:
Damit die Spannungsreduzierung nicht zu hoch wird. – Der Spannungsabfall auf der Leitung hängt an Länge und Querschnitt, nicht an der Zahl der Pole. Mit nur einem Leiter läge am Gerät überhaupt keine Spannung, nicht bloß eine kleinere.
Damit von beiden Polen des Netzteils der Strom zum Transceiver fließen kann. – Hier fließt der Strom in beiden Leitern in dieselbe Richtung, also nur hin und nie zurück. Dann bleibt der Kreis offen, und es fließt nichts.
Der Transceiver nutzt eine Leitung, die andere Leitung dient zur Erdung. – Das macht aus dem Rückleiter eine Erdung. Der zweite Leiter führt den Betriebsstrom zurück; eine Erdung trägt im Normalbetrieb gar keinen Strom.
ND105Wie sind die Klemmen einer 13,8 V Gleichspannungsversorgung gekennzeichnet?ab Klasse N
Pluspol braun, Minuspol grüngelb
Pluspol blau, Minuspol rot
Pluspol rot, Minuspol schwarz
Pluspol schwarz, Minuspol grüngelb
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Richtig ist C: Pluspol rot, Minuspol schwarz
Kniff: Prüfe jede Antwort auf zwei Dinge: ob grüngelb vorkommt und ob rot am Plus liegt. Grüngelb bleibt dem Schutzleiter vorbehalten und hat an einer Gleichspannungsklemme nichts zu suchen, damit fallen zwei Antworten sofort. Von den beiden übrigen bleibt die, in der rot den Pluspol bezeichnet.
Warum die anderen nicht stimmen:
Pluspol blau, Minuspol rot – Die Farben sind vertauscht: rot gehört an den Plus-, nicht an den Minuspol. Blau ist außerdem die Farbe des Neutralleiters im Netz.
Pluspol braun, Minuspol grüngelb – Beide Farben sind Netzfarben: braun kennzeichnet den Außenleiter L, grüngelb ausschließlich den Schutzleiter. Keine von beiden bezeichnet einen Pol einer Gleichspannungsversorgung.
Pluspol schwarz, Minuspol grüngelb – Schwarz ist die richtige Farbe, steht hier aber am falschen Pol — sie gehört zum Minus. Dazu steht wieder grüngelb an einem Betriebsleiter.
ND106Worauf ist beim Anschluss eines Gleichspannungsnetzteils an einen Transceiver besonders zu achten?ab Klasse N
Richtige Polung des Schutzkontaktsteckers
Polungsrichtiger Anschluss des SWR-Meters
Korrekte Verbindung zur Antenne
Polungsrichtiger Anschluss der Stromversorgungsleitung zum Transceiver
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Richtig ist D: Polungsrichtiger Anschluss der Stromversorgungsleitung zum Transceiver
Kniff: Die Frage betrifft die Verbindung zwischen Netzteil und Transceiver, also die Gleichspannungsseite. Drei Antworten zeigen woandershin: auf den Schukostecker am Netz, auf das SWR-Meter und auf die Antenne. Prüfe deshalb erst, ob eine Antwort die Versorgungsleitung meint, und dann, ob es dort überhaupt eine Polung gibt.
Warum die anderen nicht stimmen:
Korrekte Verbindung zur Antenne – Auch das ist die Hochfrequenzseite. Die Antennenverbindung ist wichtig, nur ist sie nicht die Leitung, von der die Frage spricht.
Polungsrichtiger Anschluss des SWR-Meters – Ein SWR-Meter liegt in der Antennenleitung, nicht in der Stromversorgung. Es kennt Eingang und Ausgang, aber keinen Plus- und Minuspol.
Richtige Polung des Schutzkontaktsteckers – Der Schukostecker sitzt auf der 230-V-Seite, und dort gibt es keine Polung, die richtig oder falsch sein könnte — er passt in beiden Lagen in die Dose.
ND107Welche Folge kann eine Verpolung der Leitung vom Netzteil zum Transceiver nach sich ziehen?ab Klasse N
Ausfall der Backup-Batterie im Transceiver
Verzerrung des Sendesignals
Verzerrung des Empfangssignals
Beschädigung des Funkgeräts
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Richtig ist D: Beschädigung des Funkgeräts
Kniff: Sortiere die Antworten danach, ob sie einen Schaden am Gerät oder einen Fehler am Signal beschreiben. Eine falsche Polung liegt an der ganzen Versorgung an, noch bevor ein Signal entsteht. Die Folge kann deshalb nicht am Signal sichtbar werden.
Warum die anderen nicht stimmen:
Ausfall der Backup-Batterie im Transceiver – Das benennt ein einzelnes Teil im Inneren statt des Geräts. Die Verpolung liegt an der gesamten Versorgung an, und beschädigt wird das Funkgerät, nicht nur eine Batterie darin.
Verzerrung des Empfangssignals – Derselbe Denkfehler von der Empfangsseite. Auch hier wird ein Signalfehler beschrieben, während das Gerät schon vor dem ersten Empfang defekt ist.
Verzerrung des Sendesignals – Verzerrungen entstehen durch Übersteuerung oder zu hohen Pegel. Ein verpolt angeschlossenes Gerät liefert kein schlechteres Sendesignal, sondern nimmt Schaden.
ND108Welche Sicherheitseinrichtungen werden in hochwertigen Gleichspannungsnetzgeräten vorgehalten?ab Klasse N
Automatische Erdung des Gleichspannungsausganges im Kurzschlussfall
Überspannungsreduzierung auf maximalen Kurzschlussstrom
Kurzschlussstrombegrenzung und thermische Abschaltung
Spannungsstabilisierung im Kurzschlussfall
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Richtig ist C: Kurzschlussstrombegrenzung und thermische Abschaltung
Kniff: Frage dich bei jeder Antwort, was die genannte Einrichtung im Fehlerfall wirklich tut. Ein Schutz begrenzt den Strom oder schaltet ab; er erdet nichts und hält im Kurzschluss keine Spannung. Nur eine Antwort nennt zwei solche Maßnahmen, passend zu den beiden Gefahren Kurzschluss und Überhitzung.
Warum die anderen nicht stimmen:
Automatische Erdung des Gleichspannungsausganges im Kurzschlussfall – Eine Erdung des Ausgangs beendet keinen Kurzschluss, sondern schaltet einen zweiten dazu; als Schutzeinrichtung gibt es sie nicht.
Spannungsstabilisierung im Kurzschlussfall – Gerade im Kurzschluss darf die Spannung nicht gehalten werden — dafür müsste das Netzteil beliebig viel Strom liefern und würde sich zerstören. Es gibt die Spannung nach und begrenzt den Strom.
Überspannungsreduzierung auf maximalen Kurzschlussstrom – Der Satz mischt zwei Größen: eine Spannung lässt sich nicht auf einen Strom reduzieren. Begrenzt wird im Kurzschlussfall der Strom, und zwar unter den Wert, den das Netzteil liefern könnte.
ND109Welche Verbindung stellt der Schutzkontakt in einem Schutzkontakt-Stecker (Schuko-Stecker) her?ab Klasse N
Verbindung zum N-Leiter der Steckdose
Verbindung zwischen PE- und N-Leiter in der Steckdose
Verbindung zum L-Leiter der Steckdose
Verbindung zum PE-Leiter der Steckdose
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Richtig ist D: Verbindung zum PE-Leiter der Steckdose
Kniff: Halte die drei Kürzel auseinander: L führt die Spannung, N führt den Betriebsstrom zurück, PE ist der Schutzleiter. Der Schutzkontakt geht zu genau einem davon. Prüfe zusätzlich, ob eine Antwort zwei Leiter der Installation miteinander verbindet, denn das ist nicht die Aufgabe eines Steckers.
Warum die anderen nicht stimmen:
Verbindung zum L-Leiter der Steckdose – L ist der Außenleiter und führt Spannung. Läge er am Gehäuse, stünde das Gehäuse unter Spannung — das genaue Gegenteil eines Schutzes.
Verbindung zum N-Leiter der Steckdose – N ist der Neutralleiter und führt im Betrieb Strom. Am Gehäuse angeschlossen wäre er kein Schutz; der Schutzleiter ist ein eigener Leiter, der im Normalbetrieb stromlos bleibt.
Verbindung zwischen PE- und N-Leiter in der Steckdose – Der Schutzkontakt verbindet das Gerät mit dem PE, nicht zwei Leiter der Steckdose untereinander. Eine solche Brücke im Stecker wäre ein Eingriff in die Installation.
ND110Was ist bei der Verwendung von Akkus und Batterien zu beachten?ab Klasse N
Sie müssen mit einem Mindestentladestrom betrieben werden.
Sie müssen paarweise verwendet werden.
Sie sollen stets vollkommen entladen werden.
Ein Kurzschluss ist zu vermeiden.
Lösung und Erklärung zeigen
Richtig ist D: Ein Kurzschluss ist zu vermeiden.
Kniff: Drei Antworten erfinden eine Pflicht: einen Mindeststrom, eine Paarung, eine Vollentladung. Die vierte benennt eine Gefahr. Gefragt ist, worauf zu achten ist, also suche die Gefahr.
Warum die anderen nicht stimmen:
Sie müssen mit einem Mindestentladestrom betrieben werden. – Einen Mindestentladestrom gibt es nicht. Eine Zelle darf beliebig wenig Strom liefern, auch gar keinen; begrenzt ist der Strom nach oben.
Sie müssen paarweise verwendet werden. – Die Zahl der Zellen richtet sich nach der gebrauchten Spannung. Viele Geräte laufen mit einer einzigen Zelle, andere mit drei; eine Pflicht zur paarweisen Verwendung folgt daraus nicht.
Sie sollen stets vollkommen entladen werden. – Vollständiges Entladen bringt keinen Sicherheitsgewinn, sondern schädigt die Zellen (Tiefentladung); die akute Gefahr ist der Kurzschluss mit seinem hohen Strom.
Fragen und Abbildungen: Prüfungsfragenkatalog der Bundesnetzagentur, 3. Auflage (gültig seit 24. Juni 2024), Datenlizenz Deutschland – Namensnennung – 2.0. Die Antworten sind gemischt. Erklärungen, Lösungswege und Begriffsblätter: Amateurfunk-Trainer.