Elektrotechnik und Elektronik: Grundlagen, Schaltungs- und Anlagentechnik
Grundlagen sicher beherrschen
Wer die Befähigungsprüfung ablegt, muss das Ohmsche Gesetz, die Kirchhoffschen Regeln (Knoten- und Maschensatz) und den Zusammenhang zwischen Leistung, Spannung und Strom (P = U·I, bei Wechselstrom mit cos φ) ohne Formelsammlung anwenden können. Bei Wechselstrom sind Schein-, Wirk- und Blindleistung sowie das Zeigerdiagramm zentrale Prüfungsinhalte. Für Drehstrom gilt P = √3·U·I·cos φ; die Stern- und Dreieckschaltung mit ihren Strom- und Spannungsverhältnissen (verkettete Spannung = √3·Strangspannung) wird häufig abgefragt.
Schaltungstechnik
Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen, Spannungsteiler, Kondensator und Spule im Gleich- und Wechselstromkreis (Ladeverhalten, Zeitkonstante τ = R·C bzw. L/R), Resonanz und Leistungsfaktorkorrektur sind typische Themen. In der Elektronik sind Diode, Gleichrichter, Transistor als Schalter und Verstärker sowie Operationsverstärker-Grundschaltungen zu kennen.
Anlagentechnik
Leitungsdimensionierung nach Strombelastbarkeit, Spannungsfall und Verlegeart, Schutz durch automatische Abschaltung (Schleifenimpedanz, Auslösezeit), Selektivität und Erdungssysteme (TN, TT, IT) gehören zum Kern. Auch Motoranlauf, Stern-Dreieck-Start und der Aufbau von Niederspannungsverteilungen werden geprüft.
Typische Fallen
Häufig wird die verkettete mit der Strangspannung verwechselt, cos φ bei der Leistungsberechnung vergessen oder der Spannungsfall ohne Berücksichtigung der Hin- und Rückleitung (Faktor 2) berechnet. Auch das Verwechseln von Effektiv- und Scheitelwert (û = √2·u) ist ein Klassiker.
Merksatz und Beispiel
Faustregel: Der Spannungsfall auf einer Leitung ist ΔU = 2·l·I·cos φ / (κ·A) für Wechselstrom. Beispiel: Eine Leitung mit 30 m Länge, 16 A, Kupfer (κ = 56), Querschnitt 2,5 mm² ergibt bei cos φ = 1 rund 6,9 V – also etwa 3 % bei 230 V, was an der zulässigen Grenze liegt.