Merge branch 'main' of github.com:DARC-e-V/50ohm-contents-dl
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@@ -3,8 +3,8 @@
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<script src="https://www.50ohm.de/assets/jquery/3.7.1/jquery.min.js"></script>
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<script src="https://www.50ohm.de/assets/chartjs/4.4.1/chart.min.js"></script>
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Das Ganze lässt sich leicht mathematisch beschreiben. Für die Summe eines Sinus-Trägers mit einem anderen um 90° phasenverschoben Sinus-Träger gilt folgender Zusammenhang:<br><br>
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<center>$ I(t)\cdot \sin(\omega t) + Q(t)\cdot \sin(\omega t + 90°)=A \cdot \sin(\omega t+\phi) $</center><br><br>
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Das Ganze lässt sich leicht mathematisch beschreiben. Für die Summe eines Sinus-Trägers mit einem anderen um $\qty{90}{\degree}$ phasenverschoben Sinus-Träger gilt folgender Zusammenhang:<br><br>
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<center>$ I(t)\cdot \sin\left(\omega t\right) + Q(t)\cdot \sin\left(\omega t + \qty{90}{\degree}\right)=A \cdot \sin\left(\omega t+\phi\right) $</center><br><br>
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Es entsteht ein, also ein neues Sinussignal mit einer Amplitude von $A=\sqrt{I(t)^2 + Q(t)^2}$ und einer Phasenverschiebung von $ \phi = \arctan\left(\frac{Q(t)}{I(t)}\right)$<br><br>
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<table>
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<tr>
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@@ -11,6 +11,6 @@ Man kann mathematisch zeigen, dass für die Erfassung eines Signals mit der höc
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[question:AF618]
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Nehmen wir ein praktisches Beispiel wie im Fall unseres CD-Players, der mit einer Abtastrate von z. B. 44,1 ksps arbeitet. Wenn man das Abtasttheorem wie oben beschrieben zugrunde legt, bedeutet dies, dass mit einer Abtastrate von 44,1 ksps nur Frequenzen unterhalb von 22,05 kHz abgebildet werden können. Somit können Frequenzen bis ca. 22 kHz noch korrekt abgebildet werden. Dies entspricht dem HiFi-Frequenzbereich von guten Stereoanlagen. Merke: Die Abtastfrequenz sollte daher immer knapp über dem 2-Fachen der maximal zu verarbeitenden Frequenz des Eingangssignals liegen.
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Nehmen wir ein praktisches Beispiel wie im Fall unseres CD-Players, der mit einer Abtastrate von z. B. $\qty{44,1}{\kilo\sps}$ arbeitet. Wenn man das Abtasttheorem wie oben beschrieben zugrunde legt, bedeutet dies, dass mit einer Abtastrate von $\qty{44,1}{\kilo\sps}$ nur Frequenzen unterhalb von $\qty{22,05}{\kilo\hertz}$ abgebildet werden können. Somit können Frequenzen bis ca. $\qty{22}{\kilo\hertz}$ noch korrekt abgebildet werden. Dies entspricht dem HiFi-Frequenzbereich von guten Stereoanlagen. Merke: Die Abtastfrequenz sollte daher immer knapp über dem 2-Fachen der maximal zu verarbeitenden Frequenz des Eingangssignals liegen.
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[question:AF619]
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@@ -5,7 +5,7 @@ Für diese Fragen ist wirklich kein Auswendiglernen oder Ausrechnen erforderlich
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[picture:749:amateuerfunkbaender_2:Frequenzbereiche im Amateurfunk unter 300 MHz]
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[picture:749:amateuerfunkbaender_2:Frequenzbereiche im Amateurfunk unter $\qty{300}{\mega\hertz}$]
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[question:VD709]
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@@ -20,7 +20,7 @@ Für diese Fragen ist wirklich kein Auswendiglernen oder Ausrechnen erforderlich
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[question:VD718]
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[picture:750:amateuerfunkbaender_1:Frequenzbereiche im Amateurfunk über 300 MHz]
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[picture:750:amateuerfunkbaender_1:Frequenzbereiche im Amateurfunk über $\qty{300}{\mega\hertz}$]
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[question:VD719]
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@@ -26,7 +26,7 @@ Eine Sinusschwingung besteht aus einer positiven und einer negativen Halbwelle (
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[question:NB405]
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Wie wir gerade gelernt haben, entspricht eine Periode genau einer Schwingung. Und wir erinnern uns: Eine Schwingung pro Sekunde entspricht genau 1 Hz. Kombiniert man dieses Wissen, sollte die folgende Frage beantwortbar sein.
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Wie wir gerade gelernt haben, entspricht eine Periode genau einer Schwingung. Und wir erinnern uns: Eine Schwingung pro Sekunde entspricht genau $\qty{1}{\hertz}$. Kombiniert man dieses Wissen, sollte die folgende Frage beantwortbar sein.
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[question:NA213]
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@@ -9,7 +9,7 @@ Da ein A/D-Umsetzer stets mit einer begrenzten Zahl an möglichen digitalen Wert
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[question:AF607]
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Die Anzahl der möglichen Stufen eines A/D-Umsetzers wird auch als dessen Auflösung bezeichnet. Man gibt diese Anzahl oft in Bit an. Kann ein Umsetzer 256 Stufen (beispielsweise von -128 bis +127) unterscheiden, hat er 8 Bit. Ein 16-Bit-Umsetzer kann bereits 65536 Stufen unterscheiden. Hierbei werden in der Regel die Hälfte der Werte für den positiven Signalbereich und die andere Hälfte der Werte für den negativen Signalbereich verwendet.
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Die Anzahl der möglichen Stufen eines A/D-Umsetzers wird auch als dessen Auflösung bezeichnet. Man gibt diese Anzahl oft in Bit ($\unit{\bit}$) an. Kann ein Umsetzer $\num{256}$ Stufen (beispielsweise von $\num{-128}$ bis $\num{+127}$) unterscheiden, hat er $\qty{8}{\bit}$. Ein $\qty{16}{\bit}$-Umsetzer kann bereits $\num{65536}$ Stufen unterscheiden. Hierbei werden in der Regel die Hälfte der Werte für den positiven Signalbereich und die andere Hälfte der Werte für den negativen Signalbereich verwendet.
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[question:AF608]
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@@ -21,46 +21,46 @@ Ein technisch-wissenschaftlicher Taschenrechner bietet neben dem dekadischen Log
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| c:dB | c:≈ Leistungsfaktor |
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| 0 | 1 |
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| 1,5 | $\sqrt{2} = 1,41$ |
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| 2,15 | 1,64 |
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| 3 | 2 |
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| 5 | $\sqrt{10} = 3,16$ |
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| 6 | 4 |
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| 10 | 10 |
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| 20 | 100 |
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[table:e_dezibel_leistungsfaktoren:Wichtige Leistungsfaktoren in dB]
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| $0$ | $1$ |
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| $1,5$ | $\sqrt{2} = 1,41$ |
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| $2,15$ | $1,64$ |
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| $3$ | $2$ |
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| $5$ | $\sqrt{10} = 3,16$ |
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| $6$ | $4$ |
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| $10$ | $10$ |
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| $20$ | $100$ |
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[table:e_dezibel_leistungsfaktoren:Wichtige Leistungsfaktoren in $\unit{\dB}$]
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Vom dekadischen Logarithmus ist das *Bel* ($\unit{\bel}$) abgeleitet. Der Name ehrt den amerikanischen Gehörlosenlehrer und Telefonpionier, *Alexander Graham Bell*. Im obigen Beispiel hätten wir auch schreiben können:
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$\log_{10}(b)=\qty{a}{\bel}$
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In der Regel wird statt des Bels das *Dezibel* (Einheitenzeichen dB) verwendet, also der zehnte Teil eines Bels:
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In der Regel wird statt des Bels das *Dezibel* (Einheitenzeichen $\unit{\dB}$) verwendet, also der zehnte Teil eines Bels:
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$10 \cdot \lg(b) = a\ \unit{\dB}$
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$10 \cdot \log_{10}(b) = \qty{a}{\dB}$
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Die Formelsammlung gibt für das Umrechnen eines Leistungsverhältnisses folgende Formel an:
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$g = 10\cdot \log_{10}\left(\frac{P_2}{P_1}\right)\unit{dB}$
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$g = 10\cdot \log_{10}\left(\frac{P_2}{P_1}\right)\unit{\dB}$
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Wobei $P_1$ der Eingangsleistung entspricht und $P_2$ der Ausgangsleistung. Nehmen wir nun an, wir haben einen Verstärker der die Eingangsleistung $P_1=\qty{50}{\watt}$ auf $P_2=\qty{100}{\watt}$ verstärkt, also verdoppelt. So ergibt sich nach unserer Formel folgender Verstärkungsfaktor in $\unit{\dB}$:
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$g = 10\cdot \log_{10}\left(\frac{\qty{100}{\watt}}{\qty{50}{\watt}}\right)\unit{dB} = 10\cdot \log_{10}\left(2\right)\unit{dB} = 10\cdot 0.301 \unit{dB} \approx 3 \unit{dB} $
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$g = 10\cdot \log_{10}\left(\frac{\qty{100}{\watt}}{\qty{50}{\watt}}\right)\unit{\dB} = 10\cdot \log_{10}\left(2\right)\unit{\dB} = 10\cdot 0.301 \unit{\dB} \approx 3 \unit{\dB} $
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Für die Klasse E ist es zunächst ausreichend, den Dezibelwert für den Leistungsfaktor 2 zu kennen. Die Formelsammlung enthält dazu eine Tabelle, die auch in Tabelle [ref:e_dezibel_leistungsfaktoren] dargestellt ist. Daraus lässt sich ablesen, dass ein Leistungsfaktor von 2 einem Dezibelwert von $\qty{3}{dB}$ entspricht. Das ausführliche Rechnen mit Dezibelwerten wird erst in der Klasse A behandelt.
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Für die Klasse E ist es zunächst ausreichend, den Dezibelwert für den Leistungsfaktor 2 zu kennen. Die Formelsammlung enthält dazu eine Tabelle, die auch in Tabelle [ref:e_dezibel_leistungsfaktoren] dargestellt ist. Daraus lässt sich ablesen, dass ein Leistungsfaktor von 2 einem Dezibelwert von $\qty{3}{\dB}$ entspricht. Das ausführliche Rechnen mit Dezibelwerten wird erst in der Klasse A behandelt.
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%TODO: ^--- Prüfen ob Formeln in der Klasse E gebraucht werden! (DL9MJ)
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<tip>
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Ganz ohne Taschenrechner lassen sich Dezibelwerte abschätzen, die auf "0" enden .. einfach die letzte Null zuhalten, die Ziffer gibt dann die Anzahl der Nullen des Verhältnisfaktors an. Beispiel: 30 dB $\rightarrow$ 3 $\rightarrow$ 3 Nullen $\rightarrow$ Verhältnisfaktor 1000!
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Ganz ohne Taschenrechner lassen sich Dezibelwerte abschätzen, die auf "0" enden .. einfach die letzte Null zuhalten, die Ziffer gibt dann die Anzahl der Nullen des Verhältnisfaktors an. Beispiel: $\qty{30}{\dB} \rightarrow 3 \rightarrow \text{3 Nullen} \rightarrow \text{Verhältnisfaktor 1000}$!
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</tip>
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[question:EA107]
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Neben der Einheit dB begegnet man in der Praxis häufig auch Angaben wie $\unit{\dBi}$, $\unit{\dBm}$, $\unit{\dBW}$ oder $\unit{\dBu}$. Diese Zusätze geben an, auf welche Bezugsgröße sich der jeweilige Dezibelwert bezieht.
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Neben der Einheit $\unit{dB}$ begegnet man in der Praxis häufig auch Angaben wie $\unit{\dBi}$, $\unit{\dBm}$, $\unit{\dBW}$ oder $\unit{\dBu}$. Diese Zusätze geben an, auf welche Bezugsgröße sich der jeweilige Dezibelwert bezieht.
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Das Bel ($\unit{\bel}$) beziehungsweise das Dezibel ($\unit{\dB}$) beschreibt grundsätzlich ein dimensionsloses Verhältnis, etwa von Leistungen oder Spannungen. Deshalb wird $\unit{\dB}$ vor allem zur Angabe von Verstärkungen und Dämpfungen verwendet. In diesen Fällen ist kein weiterer Zusatz notwendig, da lediglich das Verhältnis zweier Größen angegeben wird.
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@@ -88,9 +88,9 @@ Abbildung [ref:e_signalkette_2] zeigt ein weiteres Beispiel einer Signalkette, b
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Wieso ist es zulässig vom Pegel 9 dBm eine Dämpfung von 3 dB abzuziehen? Beide Werte haben doch unterschiedliche Maßeinheiten!
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Bei der Einheit Bel (B) bzw. Dezibel (dB) handelt es sich um eine Hilfsmaßeinheit (auch Pseudoeinheit).
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Im Prinzip könnte der Zahlenwert auch ohne die Einheit dB geschrieben werden, aber mit dem Zusatz dB wird deutlich, dass es um ein logarithmisches Verhältnis von zwei Größen geht. Ohne diese Einheit müsste man verbal beschreiben welche Bedeutung der Zahlenwert hat.
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Wieso ist es zulässig vom Pegel $\qty{9}{\dBm}$ eine Dämpfung von $\qty{3}{\dB}$ abzuziehen? Beide Werte haben doch unterschiedliche Maßeinheiten!
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Bei der Einheit Bel ($\unit{\bel}$) bzw. Dezibel ($\unit{\dB}$) handelt es sich um eine Hilfsmaßeinheit (auch Pseudoeinheit).
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Im Prinzip könnte der Zahlenwert auch ohne die Einheit $\unit{\dB}$ geschrieben werden, aber mit dem Zusatz $\unit{\dB}$ wird deutlich, dass es um ein logarithmisches Verhältnis von zwei Größen geht. Ohne diese Einheit müsste man verbal beschreiben welche Bedeutung der Zahlenwert hat.
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Zusätzlich gibt es die Zusätze $\unit{\dBd}$ und $\unit{\dBi}$, die bei der Angabe von Antennengewinnen verwendet werden. In diesem Fall bezieht sich der Dezibelwert nicht auf eine Leistung oder Spannung, sondern auf einen bestimmten Referenzstrahler. Üblich sind dabei $\unit{\dBi}$, bezogen auf den isotropen Kugelstrahler, sowie $\unit{\dBd}$, bezogen auf den Halbwellendipol. Dieses Wissen werden wir benötigen, wenn wir uns später mit Antennen beschäftigen.
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Zusätzlich gibt es die Zusätze $\unit{\dBd}$ und $\unit{\dBi}$, die bei der Angabe von Antennengewinnen verwendet werden. In diesem Fall bezieht sich der Dezibelwert nicht auf eine Leistung oder Spannung, sondern auf einen bestimmten Referenzstrahler. Üblich sind dabei $\unit{\dBi}$, bezogen auf den isotropen Kugelstrahler, sowie $\unit{\dBd}$, bezogen auf den Halbwellendipol. Dieses Wissen werden wir benötigen, wenn wir uns später mit Antennen beschäftigen.
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@@ -4,48 +4,47 @@
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Wenn wir nun den zu einem Dezibel-Wert gehörenden Verhältniswert finden wollen, rechnen wir:
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$b = 10^{\frac{a/\text{dB}}{10}}$
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$b = 10^{\frac{a/\unit{\dB}}{10}}$
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Nun zurück zu unserem Verstärkungsfaktor des Kurzwellenempfängers. Der dekadische Logarithmus einer Eins mit 12 Nullen ist einfach die Anzahl der Nullen, also 12, multipliziert mit 10, ergibt den Verstärkungsfaktor von *120 dB*.
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Nun zurück zu unserem Verstärkungsfaktor des Kurzwellenempfängers. Der dekadische Logarithmus einer Eins mit 12 Nullen ist einfach die Anzahl der Nullen, also 12, multipliziert mit 10, ergibt den Verstärkungsfaktor von $\qty{120}{\dB}$.
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In der Frage wird noch der Begriff _Leistungspegel_ verwendet. Das ist das logarithmisch ausgedrückte Verhältnis einer Leistung zu einer Referenzleistung.
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So ist die Leistung *b* bezogen auf 1 Watt:
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So ist die Leistung *b* bezogen auf $\qty{1}{\watt}$:
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$a = \left(10\cdot\lg{\frac{b}{1\ \text{W}}}\right)\ \text{dBW}$
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$a = \qty{\left(10\cdot\log_{10}{\frac{b}{\qty{1}{\watt}}}\right)}{\dBW}$
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bzw. bezogen auf ein Milliwatt:
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$a = \left(10\cdot\lg{\frac{b}{1\ \text{mW}}}\right)\ \text{dBm}$
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$a = \qty{\left(10\cdot\log_{10}{\frac{b}{\qty{1}{\milli\watt}}}\right)}{\dBm}$
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Nun zur Lösung der Frage. Die Leistung wird verdoppelt - um wieviel dB ändert sich der Leistungspegel? Hier ist also das Leistungsverhältnis $b=2$.
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Nun zur Lösung der Frage. Die Leistung wird verdoppelt - um wieviel $\unit{\dB}$ ändert sich der Leistungspegel? Hier ist also das Leistungsverhältnis $b=2$.
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$10 \cdot \lg{2} = 3,01\ \text{dB} \approx 3\ \text{dB}$
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$10 \cdot \log_{10}{2} = \qty{3,01}{\dB} \approx \qty{3}{\dB}$
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Negative Dezibelwerte kennzeichnen übrigens Verhältniswerte kleiner als 1. So entspricht -3 dB einem Verhältniswert von 0,5 (1/2).
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Negative Dezibelwerte kennzeichnen übrigens Verhältniswerte kleiner als 1. So entspricht $\qty{-3}{\dB}$ einem Verhältniswert von $\num{0,5}$ ($\frac{1}{2}$).
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% Dezibel II, DF2DR, 2024-08-17
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Den Begriff der Logarithmus und das Dezibel (dB) als Form der logarithmischen Angabe von Leistungsverhältnissen hatten wir bereits eingeführt.
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Den Begriff der Logarithmus und das Dezibel ($\unit{\dB}$) als Form der logarithmischen Angabe von Leistungsverhältnissen hatten wir bereits eingeführt.
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%TODO: Wie kann der Erklärungstext aus "Dezibel I" hier verlinkt werden?
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Kurz zur Wiederholung: das Verhältnis *a* zweier Leistungen $P_1$ und $P_2$ in dB ist:
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Kurz zur Wiederholung: das Verhältnis *a* zweier Leistungen $P_1$ und $P_2$ in $\unit{\dB}$ ist:
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$a = 10 \cdot\log\left(\frac{P_1}{P_2}\right)$ dB
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$a = 10 \cdot\log\left(\frac{P_1}{P_2}\right)\unit{\dB}$
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Aus dem Dezibel abgeleitet hatten wir die *Leistungspegel* als logarithmische Maße:
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- Leistung bezogen auf 1 W: dBW
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- Leistung bezogen auf 1 mW: dBm
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- Leistung bezogen auf $\qty{1}{\watt}$: $\unit{\dBW}$
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- Leistung bezogen auf $\qty{1}{\milli\watt}$: $\unit{\dBm}$
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Das Dezibel können wir auch verwenden, um *Spannungsverhältnisse* und *Spannungspegel* anzugeben. Dazu berücksichtigen wir, dass die Leistung proportional zum Quadrat der Spannung ist. Also können wir schreiben:
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$a = 10 \cdot \log\left(\frac{P_1}{P_2}\right)$
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$= 10 \cdot \log\left(\frac{U_1^2}{U_2^2}\right)$
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$a = 10 \cdot \log\left(\frac{P_1}{P_2}\right) = 10 \cdot \log\left(\frac{U_1^2}{U_2^2}\right)$
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Der Logarithmus einer quadrierten Zahl ist aber gleich zweimal dem Logarithmus der Zahl:
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@@ -53,19 +52,19 @@ $\lg(x^2)=2 \cdot \lg(x)$
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Also:
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$10 \cdot \log\left(\frac{U_1^2}{U_2^2}\right)=20 \cdot \lg\left(\frac{U_1}{U_2}\right)$
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$10 \cdot \log\left(\frac{U_1^2}{U_2^2}\right)=20 \cdot \log_{10}\left(\frac{U_1}{U_2}\right)$
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Daher berechnen wir ein Verhältnis *a* zweier Spannungen $U_1$ und $U_2$, indem wir den Logarithmus des Verhältnisses nicht mit dem Faktor 10, sondern mit dem Faktor 20 multiplizieren:
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$a = 20 \cdot \log \left(\frac{U_1}{U_2}\right)$ dB
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$a = 20 \cdot \log \left(\frac{U_1}{U_2}\right)\unit{\dB}$
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<tip>
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Bei der Dezibel-Berechnung immer genau beachten, ob es sich um Leistungs- oder Spannungsverhältnisse handelt!
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</tip>
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Zur Bestimmung von Spannungspegeln müssen wir wieder erst eine Bezugsspannung festlegen. Bei Empfangssignalen messen wir die (sehr kleinen) Spannungen am Empfängereingang gern in µV. Der zugehörige Spannungspegel hat dann die Einheit dBµV. Beispiel:
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Zur Bestimmung von Spannungspegeln müssen wir wieder erst eine Bezugsspannung festlegen. Bei Empfangssignalen messen wir die (sehr kleinen) Spannungen am Empfängereingang gern in $\unit{\micro\volt}$. Der zugehörige Spannungspegel hat dann die Einheit $\unit{\dBuV}$. Beispiel:
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$10 \mu V \rightarrow 20 \cdot \log\left(\frac{\qty{10}{\micro\volt}}{\qty{1}{\micro\volt}}\right)=\qty{20}{dB\micro\volt}$
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$\qty{10}{\micro\volt} \rightarrow 20 \cdot \log\left(\frac{\qty{10}{\micro\volt}}{\qty{1}{\micro\volt}}\right)=\qty{20}{\dBuV}$
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*Rechnen mit Logarithmen:*
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@@ -79,20 +78,20 @@ Einige einfache Rechenregeln ermöglichen die Lösung von Dezibel-Aufgaben ohne
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*Nützlich zu merken:*
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* $\qty{0}{dB}$ entspricht dem Faktor $1$.
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* $\qty{3}{dB}$ entsprechen einem Leistungsverhältnis von $2$
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* $\qty{-3}{dB}$ einem Leistungsverhältnis von $\frac{1}{2}$.
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* $\qty{6}{dB}$ entsprechen einem Leistungsverhältnis von $4$ und einem Spannungsverhälnis von $2$.
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* $\qty{-6}{dB}$ sind ein Leistungsverhältnis von $\frac{1}{4}$ und ein Spannungsverhältnis von $\frac{1}{2}$.
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* $\qty{10}{dB}$ entsprechen einem Leistungsverhältnis von $10$.
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* $\qty{20}{dB}$ entsprechen einem Leistungsverhältnis von $100$ und einem Spannungsverhältnis von $10$.
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* $\qty{0}{\dB}$ entspricht dem Faktor $1$.
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* $\qty{3}{\dB}$ entsprechen einem Leistungsverhältnis von $2$
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* $\qty{-3}{\dB}$ einem Leistungsverhältnis von $\frac{1}{2}$.
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* $\qty{6}{\dB}$ entsprechen einem Leistungsverhältnis von $4$ und einem Spannungsverhälnis von $2$.
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* $\qty{-6}{\dB}$ sind ein Leistungsverhältnis von $\frac{1}{4}$ und ein Spannungsverhältnis von $\frac{1}{2}$.
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* $\qty{10}{\dB}$ entsprechen einem Leistungsverhältnis von $10$.
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* $\qty{20}{\dB}$ entsprechen einem Leistungsverhältnis von $100$ und einem Spannungsverhältnis von $10$.
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Mit diesen wenigen Werten lassen sich Lösungen in der Regel zumindest hinreichend genau abschätzen.
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*Beispiele:*
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* Welcher Faktor entspricht einem Leistungsverhältnis von $\qty{17}{dB}$? $\qty{17}{dB} = \qty{20}{dB} - \qty{3}{dB}$, also Faktor $100$ durch $2$ gleich $50$.
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* Wieviel dB entsprcht ein Spannungsverhältnis von 4? $4 = 2 \cdot 2 \rightarrow \qty{6}{dB} + \qty{6}{dB} = \qty{12}{dB}$
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* Welcher Faktor entspricht einem Leistungsverhältnis von $\qty{17}{\dB}$? $\qty{17}{\dB} = \qty{20}{\dB} - \qty{3}{\dB}$, also Faktor $100$ durch $2$ gleich $50$.
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* Wieviel $\unit{\dB}$ entspricht ein Spannungsverhältnis von 4? $4 = 2 \cdot 2 \rightarrow \qty{6}{\dB} + \qty{6}{\dB} = \qty{12}{\dB}$
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</tip>
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[question:AA105]
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@@ -2,7 +2,7 @@ Gehen wir nun etwas genauer auf den Gegenspieler des A/D-Umsetzers - den D/A-Ums
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[question:AF609]
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Ein D/A-Umsetzer kann immer nur Spannungen in einem bestimmten Spannungsbereich (z. B. von 0 bis 1 Volt oder von -2 bis 2 Volt) generieren. Hierbei verteilt sich die Anzahl der vorbeschriebenen Stufen (Auflösung des D/A-Umsetzers) bei einem linear arbeitenden D/A-Umsetzer (linear bedeutet hier, dass der Abstand zwischen den einzelnen Stufen immer gleich ist) auf den Spannungsbereich. Hat der D/A-Umsetzer z. B. eine Auflösung von nur 4 Bit, so haben wir 16 mögliche Stufen. Diese verteilen sich dann z. B. auf einen Spannungsbereich (Wertebereich) von 0 bis 1 Volt. Um die Schrittweite zwischen zwei Stufen zu errechnen, muss man den Spannungsbereich nur durch die Anzahl der möglichen Stufen teilen. Dies ergibt z. B. bei unserem vorgenannten Beispiel einen Abstand (Schrittweite) von 6,25 mV.
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Ein D/A-Umsetzer kann immer nur Spannungen in einem bestimmten Spannungsbereich (z. B. von $\qty{0}{\volt}$ bis $\qty{1}{\volt}$ oder von $\qty{-2}{\volt}$ bis $\qty{2}{\volt}$) generieren. Hierbei verteilt sich die Anzahl der vorbeschriebenen Stufen (Auflösung des D/A-Umsetzers) bei einem linear arbeitenden D/A-Umsetzer (linear bedeutet hier, dass der Abstand zwischen den einzelnen Stufen immer gleich ist) auf den Spannungsbereich. Hat der D/A-Umsetzer z. B. eine Auflösung von nur $\qty{4}{\bit}$, so haben wir $\num{16}$ mögliche Stufen. Diese verteilen sich dann z. B. auf einen Spannungsbereich (Wertebereich) von $\qty{0}{\volt}$ bis $\qty{1}{\volt}$. Um die Schrittweite zwischen zwei Stufen zu errechnen, muss man den Spannungsbereich nur durch die Anzahl der möglichen Stufen teilen. Dies ergibt z. B. bei unserem vorgenannten Beispiel einen Abstand (Schrittweite) von $\qty{6,25}{\milli\volt}$.
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[question:AF611]
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[question:AF610]
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@@ -16,10 +16,10 @@ Um kontinuierliche analoge Signale digital verarbeiten zu können, müssen diese
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[picture:411:e_digitale_signalverarbeitung:Einfache Darstellung einer Sinuswelle aus 16 Samples und 7 Werten]
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[picture:411:e_digitale_signalverarbeitung:Einfache Darstellung einer Sinuswelle aus $\num{16}$ Samples und $\num{7}$ Werten]
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Hierbei wird das analoge Signal in festen Zeitintervallen abgetastet und in einem digitalen Wertebereich (z. B. von -128 bis +127) abgebildet. Jeder Wert repräsentiert eine bestimmte gemessene Signalspannung, wobei in der Regel negativen Werten negative Spannungen und positiven Werten positive Spannungen zugeordnet werden. Man kann sich das in etwa so vorstellen wie z.B. bei einer Filmkamera, die in festen Abständen Bilder einer Szene aufnimmt. Hierbei haben die aufgenommenen Bilder immer einen festen zeitlichen Abstand zum vorherigen und nächsten Bild und stellen die momentane Szene in zeitlich kleinen Abständen dar. Dieser Prozess nennt sich Sampling (in Deutsch könnten man dies mit dem Wort Probenahme übersetzen). Die einzelnen gemessenen Signalwerte werden als Samples bezeichnet. Im nächsten Abschnitt werden wir uns diesen Prozess noch etwas genauer ansehen.
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Hierbei wird das analoge Signal in festen Zeitintervallen abgetastet und in einem digitalen Wertebereich (z. B. von $\num{-128}$ bis $\num{+127}$) abgebildet. Jeder Wert repräsentiert eine bestimmte gemessene Signalspannung, wobei in der Regel negativen Werten negative Spannungen und positiven Werten positive Spannungen zugeordnet werden. Man kann sich das in etwa so vorstellen wie z.B. bei einer Filmkamera, die in festen Abständen Bilder einer Szene aufnimmt. Hierbei haben die aufgenommenen Bilder immer einen festen zeitlichen Abstand zum vorherigen und nächsten Bild und stellen die momentane Szene in zeitlich kleinen Abständen dar. Dieser Prozess nennt sich Sampling (in Deutsch könnten man dies mit dem Wort Probenahme übersetzen). Die einzelnen gemessenen Signalwerte werden als Samples bezeichnet. Im nächsten Abschnitt werden wir uns diesen Prozess noch etwas genauer ansehen.
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Nach der A/D-Umsetzung können die als digitale Werte vorliegenden Samples mittels digitaler Signalverarbeitung beliebig weiter verarbeitet werden.
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@@ -1,8 +1,8 @@
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Bereits in der Ausbildung zur Klasse N haben wir den Zusammenhang zwischen der Frequenz (f) und der Wellenlänge ($\lambda$) kennengelernt. Damals wurden dazu zwei speziell zugeschnittene Größengleichungen aus der Formelsammlung für die Prüfung angegeben.
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Bereits in der Ausbildung zur Klasse N haben wir den Zusammenhang zwischen der Frequenz ($f$) und der Wellenlänge ($\lambda$) kennengelernt. Damals wurden dazu zwei speziell zugeschnittene Größengleichungen aus der Formelsammlung für die Prüfung angegeben.
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$f[[\text{MHz}]]= \dfrac{300}{\lambda[[\text{m}]]}$
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$f[[\unit{\mega\hertz}]] = \dfrac{300}{\lambda[[\unit{\meter}]]}$
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$\lambda[[\text{m}]] = \dfrac{300}{f[[\text{MHz}]]}$
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$\lambda[[\unit{\meter}]] = \dfrac{300}{f[[\unit{\mega\hertz}]]}$
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<indepth>
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Gleichungen, bei denen bereits angegeben wird, in welcher Einheit die Werte zu stehen haben, nennt man *zugeschnittene Größengleichungen*.
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@@ -15,11 +15,11 @@ In technischen Rechnungen müssen wir immer wieder Gleichungen so umstellen, das
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<indepth>
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In Grundeinheiten (s, m) lautet der Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Frequenz im Freiraum:
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In Grundeinheiten ($\unit{\second}$, $\unit{\meter}$) lautet der Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Frequenz im Freiraum:
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$\lambda = \dfrac{c_0}{f}$
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Dabei ist $c_0$ die Ausbreitungsgeschwindigkeit von elektromagnetischen Wellen im Vakuum ("Lichtgeschwindigkeit"), $c_o \approx 300.000.000 \ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$
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Dabei ist $c_0$ die Ausbreitungsgeschwindigkeit von elektromagnetischen Wellen im Vakuum ("Lichtgeschwindigkeit"), $c_o \approx \qty{300000000}{\meter\per\second}$
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</indepth>
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Wir betrachten den Zusammenhang zwischen Frequenz und Wellenlänge hier in der abstrakteren Form:
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@@ -56,8 +56,8 @@ $f = \dfrac{c_0}{\lambda}$
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Dies ist die gesuchte Beziehung. Wir setzen die Zahlenwerte ein:
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$f = \dfrac{\qty{300.000.000}{\meter\per\second}}{\qty{2,069}{\meter}} = \dfrac{300.000.000}{\qty{2,069}{\second}} = \qty{144.997.583}{\hertz} \approx \qty{145}{\mega\hertz} $
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$f = \dfrac{\qty{300000000}{\meter\per\second}}{\qty{2,069}{\meter}} = \dfrac{\num{300000000}}{\qty{2,069}{\second}} = \qty{144997583}{\hertz} \approx \qty{145}{\mega\hertz} $
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Dabei haben wir berücksichtigt, dass $\dfrac{1}{\text{s}} = 1\ \text{Hz}$ ist.
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Dabei haben wir berücksichtigt, dass $\frac{1}{\unit{\second}} = \qty{1}{\hertz}$ ist.
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Wir können Formeln nun mithilfe von Multiplikation und Division umstellen. In der Klasse E begegnen uns weitere Formeln, bei denen auch Addition und Subtraktion, Potenzen und Wurzeln erforderlich sind. In der Klasse A kommen schließlich sogar Logarithmen hinzu. Keine Angst, an den jeweiligen Stellen werden wir genau erklären, wie diese Formeln Schritt für Schritt umgestellt werden.
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Wir können Formeln nun mithilfe von Multiplikation und Division umstellen. In der Klasse E begegnen uns weitere Formeln, bei denen auch Addition und Subtraktion, Potenzen und Wurzeln erforderlich sind. In der Klasse A kommen schließlich sogar Logarithmen hinzu. Keine Angst, an den jeweiligen Stellen werden wir genau erklären, wie diese Formeln Schritt für Schritt umgestellt werden.
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@@ -1,9 +1,9 @@
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Die Wechselspannung in unserem Stromnetz *schwingt* 50 mal in der Sekunde hin und wieder zurück. Die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde nennt man Frequenz. Die Frequenz wird in der Einheit Hertz mit der Abkürzung Hz angegeben. Ein Hz entspricht genau einer Schwingung pro Sekunde. Das Stromnetz hat also eine Frequenz von 50 Hz.
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Die Wechselspannung in unserem Stromnetz *schwingt* 50 mal in der Sekunde hin und wieder zurück. Die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde nennt man Frequenz. Die Frequenz wird in der Einheit Hertz mit der Abkürzung $\unit{\hertz}$ angegeben. Ein $\unit{\hertz}$ entspricht genau einer Schwingung pro Sekunde. Das Stromnetz hat also eine Frequenz von $\qty{50}{\hertz}$.
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<unit>
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In der *Einheit Hertz* wird die Frequenz gemessen. Ein Hertz ist gleich einer Schwingung pro Sekunde. Die Einheit wurde nach dem deutschen Physiker Heinrich Rudolf Hertz benannt, der im Jahr 1886 als erster Mensch elektromagnetische Wellen erzeugen und nachweisen konnte.
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1 Hz = 1/s
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$$\qty{1}{\hertz} = \frac{1}{\unit{\second}}$$
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</unit>
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@@ -12,19 +12,19 @@ In der *Einheit Hertz* wird die Frequenz gemessen. Ein Hertz ist gleich einer Sc
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Im Funk benutzen wir auch elektrische Schwingungen, allerdings mit sehr viel höheren Frequenzen als das Stromnetz, z. B. 144000000 Hz. Bei so vielen Ziffern wird es schnell unübersichtlich. Daher verwenden wir den Ausdruck Megahertz (MHz) für eine Million Hertz und sagen "144 Megahertz". Wir haben das *Einheitenvorzeichen* "M" verwendet und es vor die eigentliche Einheit "Hz" gesetzt. Damit drücken wir aus, dass der angegebene Wert mit einer Million multipliziert wird. Weitere Beispiele für Frequenzen mit Einheitenvorzeichen sind in der Tabelle [ref:n_frequenz_einheitenvorzeichen] zusammengestellt.
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Im Funk benutzen wir auch elektrische Schwingungen, allerdings mit sehr viel höheren Frequenzen als das Stromnetz, z. B. $\qty{144000000}{\hertz}$. Bei so vielen Ziffern wird es schnell unübersichtlich. Daher verwenden wir den Ausdruck Megahertz ($\unit{\mega\hertz}$) für eine Million Hertz und sagen "144 Megahertz". Wir haben das *Einheitenvorzeichen* "$\unit{\mega}$" verwendet und es vor die eigentliche Einheit "$\unit{\hertz}$" gesetzt. Damit drücken wir aus, dass der angegebene Wert mit einer Million multipliziert wird. Weitere Beispiele für Frequenzen mit Einheitenvorzeichen sind in der Tabelle [ref:n_frequenz_einheitenvorzeichen] zusammengestellt.
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| X: Bezeichnung | r: Abkürzung | r: Wert |
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| 1 Kilohertz | 1 kHz | 1000 Hz |
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| 1 Megahertz | 1 MHz | 1000000 Hz |
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| 1 Gigahertz | 1 GHz | 1000000000 Hz |
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| 1 Kilohertz | $\qty{1}{\kilo\hertz}$ | $\qty{1000}{\hertz}$ |
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| 1 Megahertz | $\qty{1}{\mega\hertz}$ | $\qty{1000000}{\hertz}$ |
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| 1 Gigahertz | $\qty{1}{\giga\hertz}$ | $\qty{1000000000}{\hertz}$ |
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[table:n_frequenz_einheitenvorzeichen:Kurzschreibweise für große Frequenzen]
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[question:NA212]
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In der Amateurfunk-Einsteigerklasse N darf man beispielsweise die Frequenzen von 28 bis 29,7 MHz, von 144 bis 146 MHz sowie von 430 bis 440 MHz benutzen. Bei der Klasse E bzw. A kommen weitere Frequenzbereiche dazu.
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In der Amateurfunk-Einsteigerklasse N darf man beispielsweise die Frequenzen von $\num{28}$ bis $\qty{29,7}{\mega\hertz}$, von $\num{144}$ bis $\qty{146}{\mega\hertz}$ sowie von $\qty{430}{\mega\hertz}$ bis $\qty{440}{\mega\hertz}$ benutzen. Bei der Klasse E bzw. A kommen weitere Frequenzbereiche dazu.
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[question:VD723]
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@@ -43,7 +43,7 @@ Der Begriff *Oszillator* leitet sich vom lateinischen Wort oscillare ab, das sov
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Beim Funkbetrieb müssen wir genau wissen, auf welcher Frequenz wir senden. Für die Messung der Sendefrequenz benutzt man deshalb einen Frequenzzähler, wie er beispielsweise in Abbildung [ref:frequenz_frequenzzaehler] zu sehen ist. Beim Bauen und Abgleichen von Funkgeräten benutzt man Frequenzzähler, um zu messen, ob die Sendefrequenz mit der Anzeige am Gerät übereinstimmt.
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[photo:150:frequenz_frequenzzaehler:Frequenzzähler, der gerade 29,6 MHz misst und anzeigt]
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[photo:150:frequenz_frequenzzaehler:Frequenzzähler, der gerade $\qty{29,6}{\mega\hertz}$ misst und anzeigt]
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[question:NI301]
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@@ -4,24 +4,24 @@
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Der Frequenzbereich elektromagnetischer Wellen ist sehr groß (Abbildung [ref:n_frequenzspektrum]). Für Funkwellen wird nur ein Teil dieses Spektrums genutzt, üblicherweise der Frequenzbereich zwischen 30 kHz und 300 GHz. In der Tabelle [ref:n_frequenzspektrum_bereiche] ist zu sehen, welche Frequenzen welchen Bereichen zugeordnet sind. Den Frequenzbereichen werden Abkürzungen zugeordnet. Für die Prüfung müssen die Frequenzbereiche von 3 MHz bis 3000 MHz den entsprechenden Begriffen zugeordnet werden können.
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Der Frequenzbereich elektromagnetischer Wellen ist sehr groß (Abbildung [ref:n_frequenzspektrum]). Für Funkwellen wird nur ein Teil dieses Spektrums genutzt, üblicherweise der Frequenzbereich zwischen $\qty{30}{\kilo\hertz}$ und $\qty{300}{\giga\hertz}$. In der Tabelle [ref:n_frequenzspektrum_bereiche] ist zu sehen, welche Frequenzen welchen Bereichen zugeordnet sind. Den Frequenzbereichen werden Abkürzungen zugeordnet. Für die Prüfung müssen die Frequenzbereiche von $\qty{3}{\mega\hertz}$ bis $\qty{3000}{\mega\hertz}$ den entsprechenden Begriffen zugeordnet werden können.
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| r: | c: | r: | X: | l: |
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| von | | bis | Bezeichnung | Abk. |
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| 30 kHz | - | 300 kHz | Low Frequency | LF |
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| $\qty{30}{\kilo\hertz}$ | - | $\qty{300}{\kilo\hertz}$ | Low Frequency | LF |
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| | | | (Langwelle) | (LW) |
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| 300 kHz | - | 3000 kHz | Medium Frequency | MF |
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| $\qty{300}{\kilo\hertz}$ | - | $\qty{3000}{\kilo\hertz}$ | Medium Frequency | MF |
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| | | | (Mittelwelle) | (MW) |
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| 3 MHz | - | 30 MHz | *High Frequency* | *HF* |
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| $\qty{3}{\mega\hertz}$ | - | $\qty{30}{\mega\hertz}$ | *High Frequency* | *HF* |
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| | | | Short Wave | SW |
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| | | | (Kurzwelle) | (KW) |
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| 30 MHz | - | 300 MHz | *Very High Frequency* | *VHF* |
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| $\qty{30}{\mega\hertz}$ | - | $\qty{300}{\mega\hertz}$ | *Very High Frequency* | *VHF* |
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| | | | (Ultrakurzwelle) | (UKW) |
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| 300 MHz | - | 3000 MHz | *Ultra High Frequency* | *UHF* |
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| $\qty{300}{\mega\hertz}$ | - | $\qty{3000}{\mega\hertz}$ | *Ultra High Frequency* | *UHF* |
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| | | | (Dezimeterwelle) | |
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| 3 GHz | - | 30 GHz | Super High Frequency | SHF |
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| 30 GHz | - | 300 GHz | Extremely High Frequency | EHF |
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| $\qty{3}{\giga\hertz}$ | - | $\qty{30}{\giga\hertz}$ | Super High Frequency | SHF |
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| $\qty{30}{\giga\hertz}$ | - | $\qty{300}{\giga\hertz}$ | Extremely High Frequency | EHF |
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[table:n_frequenzspektrum_bereiche:Frequenzbereiche und ihre üblichen Bezeichnungen]
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</webmargin>
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@@ -29,7 +29,7 @@ Der Frequenzbereich elektromagnetischer Wellen ist sehr groß (Abbildung [ref:n_
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[question:BC105]
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[question:BC106]
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Für die folgenden Fragen muss man die drei Bänder, auf denen die Klasse N senden darf, den jeweiligen Bereichen zuordnen können. Das 10 m-Band gehört gerade noch zur Kurzwelle, 2 m liegt im VHF- und 70 cm liegt im UHF-Bereich.
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Für die folgenden Fragen muss man die drei Bänder, auf denen die Klasse N senden darf, den jeweiligen Bereichen zuordnen können. Das $\qty{10}{\meter}$-Band gehört gerade noch zur Kurzwelle, $\qty{2}{\meter}$ liegt im VHF- und $\qty{70}{\centi\meter}$ liegt im UHF-Bereich.
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[question:BC101]
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[question:BC102]
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@@ -8,7 +8,7 @@ Der VDE, also der Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik
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Die Hauptgefahr besteht durch Berührung einer elektrischen Spannung. In der Elektrotechnik spricht man von einer gefährlichen Spannung, wenn diese bei Wechselspannung über 50 V und bei Gleichspannung über 120 V liegt. Diese Grenzen wurden so gelegt, dass es zu keiner lebensbedrohlichen Beeinträchtigung des menschlichen Körpers kommen kann. Wechselspannung wird auch als "AC" (englisch "alternating current") und Gleichspannung als "DC" (englisch "direct current") abgekürzt.
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Die Hauptgefahr besteht durch Berührung einer elektrischen Spannung. In der Elektrotechnik spricht man von einer gefährlichen Spannung, wenn diese bei Wechselspannung über $\qty{50}{\volt}$ und bei Gleichspannung über $\qty{120}{\volt}$ liegt. Diese Grenzen wurden so gelegt, dass es zu keiner lebensbedrohlichen Beeinträchtigung des menschlichen Körpers kommen kann. Wechselspannung wird auch als "AC" (englisch "alternating current") und Gleichspannung als "DC" (englisch "direct current") abgekürzt.
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<indepth>
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Der Grund für die *unterschiedlichen Grenzwerte für Gleich- und Wechselspannung* hängt mit den unterschiedlichen Auswirkungen auf den Körper zusammen: Wechselspannung kann den Herzrhythmus beeinflussen, während es bei Gleichspannung eher zu Verbrennungen kommt.
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@@ -18,7 +18,7 @@ Der Grund für die *unterschiedlichen Grenzwerte für Gleich- und Wechselspannun
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Bei einer Einwirkung des Stroms auf den Körper kann das Gewebe geschädigt werden. Wie stark die Schädigung ist, hängt von der Stromstärke und Dauer des Stromflusses ab. Auch der Weg, den der Strom durch den Körper nimmt, spielt eine große Rolle. Eine Stromstärke von über 30 mA kann schon zu lebensgefährlichen Schäden führen (siehe Abbildung [ref:n_fehlerstrom]).
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Bei einer Einwirkung des Stroms auf den Körper kann das Gewebe geschädigt werden. Wie stark die Schädigung ist, hängt von der Stromstärke und Dauer des Stromflusses ab. Auch der Weg, den der Strom durch den Körper nimmt, spielt eine große Rolle. Eine Stromstärke von über $\qty{30}{\milli\ampere}$ kann schon zu lebensgefährlichen Schäden führen (siehe Abbildung [ref:n_fehlerstrom]).
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[picture:681:n_fehlerstrom:Stromschlag / Körperdurchströmung]
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@@ -14,7 +14,7 @@ Gleich geladene Teilchen stoßen sich ab: Plus stößt Plus ab und Minus stößt
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Man kann Ladungen aber gezielt trennen, z. B. in einer Batterie, einer Solarzelle oder einem Windkraftwerk. Die Ladungen versuchen dann, wieder zusammenzukommen. Es liegt eine elektrische *Spannung* vor. Vorrichtungen, die Ladungen trennen und somit elektrische Spannung bereitstellen, heißen *Spannungsquellen*. Den positiv geladenen Anschluss nennt man Pluspol und den anderen Minuspol. Spannungsquellen können eine unterschiedlich große Spannung aufweisen. Die elektrische Spannung wird in der Einheit Volt mit der Abkürzung V gemessen.
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Man kann Ladungen aber gezielt trennen, z. B. in einer Batterie, einer Solarzelle oder einem Windkraftwerk. Die Ladungen versuchen dann, wieder zusammenzukommen. Es liegt eine elektrische *Spannung* vor. Vorrichtungen, die Ladungen trennen und somit elektrische Spannung bereitstellen, heißen *Spannungsquellen*. Den positiv geladenen Anschluss nennt man Pluspol und den anderen Minuspol. Spannungsquellen können eine unterschiedlich große Spannung aufweisen. Die elektrische Spannung wird in der Einheit Volt mit der Abkürzung $\unit{V}$ gemessen.
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Sobald man einen elektrischen Verbraucher wie eine Lampe oder einen Computer an die beiden Pole anschließt und einschaltet, können sich die Ladungen bewegen. Es fließt ein elektrischer Strom (Bild [ref:n_frequenz_strom_fliesst]).
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@@ -8,7 +8,7 @@ Der *DARC* ist als einziger deutscher Verband in der International Amateur Radio
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[question:BC201]
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Der IARU-Bandplan gliedert sich nach den Amateurfunkbändern. In der Amateurfunkprüfung werden nur die IARU-Bandpläne für das 2 m- und das 70 cm-Band behandelt. Auf diese Pläne und die einzelnen Fragen gehen die beiden folgenden Abschnitte ein.
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Der IARU-Bandplan gliedert sich nach den Amateurfunkbändern. In der Amateurfunkprüfung werden nur die IARU-Bandpläne für das $\qty{2}{\meter}$- und das $\qty{70}{\centi\meter}$-Band behandelt. Auf diese Pläne und die einzelnen Fragen gehen die beiden folgenden Abschnitte ein.
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Eines ist auf fast allen Bändern übrigens gleich geregelt. Bis auf wenige Ausnahmen ist der für Morsetelegrafie (CW) empfohlene Bereich am Bandanfang.
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@@ -1,7 +1,7 @@
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Die Bandpläne teilen ein Band in einzelne Frequenzsegmente auf. Für jeden Frequenzbereich (Spalte 1) werden bevorzugte Übertragungsverfahren (Spalte 3 und 4) ausgewiesen.
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[photo:102:n_iaru_bandplan_2m:IARU-Bandplan 2 m]
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[photo:102:n_iaru_bandplan_2m:IARU-Bandplan $\qty{2}{\meter}$]
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Um schnell einen Funkpartner zu finden, kann man einen CQ-Ruf auf der "Anruffrequenz" eines Bandes starten. Diese werden im IARU-Bandplan als *calling* gekennzeichnet. Dabei wird zwischen zwei Übertragungsverfahren unterschieden:
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@@ -1,7 +1,7 @@
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Entsprechend den Fragen zum 2 m-Bandplan lassen sich auch die folgenden Fragen zum 70 cm-Bandplan beantworten, der ebenfalls als Hilfsmittel bei der Prüfung vorliegt.
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Entsprechend den Fragen zum $\qty{2}{\meter}$-Bandplan lassen sich auch die folgenden Fragen zum $\qty{70}{\centi\meter}$-Bandplan beantworten, der ebenfalls als Hilfsmittel bei der Prüfung vorliegt.
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[photo:103:n_iaru_bandplan_70cm:IARU-Bandplan 70 cm]
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[photo:103:n_iaru_bandplan_70cm:IARU-Bandplan $\qty{70}{\centi\meter}$]
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[question:BC206]
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@@ -1,7 +1,7 @@
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% TODO neu formulieren
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% Idee DL9MJ: Beispiel mit Bild je ein Bit in I und Q und wie das Signal für 00, 01, 10, 11 aussieht
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QAM kann besonders einfach mit Hilfe von zwei Trägern derselben Frequenz erzeugt werden. Einer der beiden Träger muss dabei um 90° phasenverschoben sein. Beide Träger werden dann jeweils mit einem eigenen Signal amplitudenmoduliert. Das eine Signal wird als I (für In-Phase Component) und das andere Signal als Q (für Quadrature Phase Component) bezeichnet. Der phasenverschobene Träger wird dabei mit dem Q-Signal moduliert. In Anschluss werden die beiden modulierten Träger überlagert, wobei ein Träger entsteht, der sich sowohl in der Amplitude als auch in der Phase ändert.
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QAM kann besonders einfach mit Hilfe von zwei Trägern derselben Frequenz erzeugt werden. Einer der beiden Träger muss dabei um $\qty{90}{\degree}$ phasenverschoben sein. Beide Träger werden dann jeweils mit einem eigenen Signal amplitudenmoduliert. Das eine Signal wird als I (für In-Phase Component) und das andere Signal als Q (für Quadrature Phase Component) bezeichnet. Der phasenverschobene Träger wird dabei mit dem Q-Signal moduliert. In Anschluss werden die beiden modulierten Träger überlagert, wobei ein Träger entsteht, der sich sowohl in der Amplitude als auch in der Phase ändert.
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<indepth>
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[include:applet_iq]
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@@ -13,14 +13,14 @@ QAM kann besonders einfach mit Hilfe von zwei Trägern derselben Frequenz erzeug
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Die Grundidee, ein Signal in zwei Teilen getrennt zu verarbeiten, findet auch in der digitalen Signalverarbeitung breite Anwendung. Es wird nach den beiden Teilsignalen als I/Q-Verfahren bezeichnet. Das I/Q-Verfahren ermöglicht es, jedes beliebige Signal zu erzeugen. Dazu besteht der zu modulierende Datenstrom aus einem I- und einem Q-Anteil. Zwei D/A-Umsetzer wandeln jeweils einen der beiden Anteile in ein analoges I- bzw. Q-Signal um. Mit dem I- und dem Q-Signal werden wiederum die beiden phasenverschobenen Träger moduliert. Im letzten Schritt werden diese zu einem Träger überlagert, der ausgesendet wird.
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Entsprechend wird auch auf der Empfängerseite vorgegangen. Das Eingangssignal wird mit einem Träger gemischt, um das I-Signal zu erhalten, das dann mittels A/D-Umsetzer in den I-Anteil eines Datenstroms umgewandelt wird. Gleichzeitig wird das Eingangsignal aber auch mit einem um 90° phasenverschobenen Träger gemischt, um das Q-Signal zu erhalten, das wiederum mittels eines A/D-Umsetzers in den Q-Anteil des Datenstroms umgewandelt wird.
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Entsprechend wird auch auf der Empfängerseite vorgegangen. Das Eingangssignal wird mit einem Träger gemischt, um das I-Signal zu erhalten, das dann mittels A/D-Umsetzer in den I-Anteil eines Datenstroms umgewandelt wird. Gleichzeitig wird das Eingangsignal aber auch mit einem um $\qty{90}{\degree}$ phasenverschobenen Träger gemischt, um das Q-Signal zu erhalten, das wiederum mittels eines A/D-Umsetzers in den Q-Anteil des Datenstroms umgewandelt wird.
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[question:AF633]
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Ein solcher digitaler Datenstrom kann immer einen bestimmten Frequenzbereich des Eingangssignals abbilden, der um eine Mittenfrequenz herum liegt. Wird das Eingangssignal beispielsweise mit einem 435 MHz-Träger und einem um 90° phasenverschobenen 435 MHz-Träger gemischt und die beiden entstehenden Signale durch A/D-Umsetzer digitalisiert, dann bildet der entstehende I/Q-Datenstrom den Frequenzbereich um 435 MHz herum ab.
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Ein solcher digitaler Datenstrom kann immer einen bestimmten Frequenzbereich des Eingangssignals abbilden, der um eine Mittenfrequenz herum liegt. Wird das Eingangssignal beispielsweise mit einem $\qty{435}{\mega\hertz}$-Träger und einem um $\qty{90}{\degree}$ phasenverschobenen $\qty{435}{\mega\hertz}$-Träger gemischt und die beiden entstehenden Signale durch A/D-Umsetzer digitalisiert, dann bildet der entstehende I/Q-Datenstrom den Frequenzbereich um $\qty{435}{\mega\hertz}$ herum ab.
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% TODO Verweis auf Abtasttheorem?
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Die abgedeckte Bandbreite hängt dabei von der Abtastrate der A/D-Umsetzung ab. Die Bandbreite in Hz entspricht dabei der Abtastrate in Samples pro Sekunde. Werden in unserem Beispiel sowohl der I- als auch der Q-Anteil mit 10 Millionen Samples pro Sekunde abgetastet, dann kann der entstehende I/Q-Datenstrom einen Frequenzbereich von 10 MHz Bandbreite abdecken, also von -5 MHz bis +5 MHz in Bezug auf die Mittenfrequenz. Der Datenstrom deckt dann also die Frequenzen von 430 bis 440 MHz ab.
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Die abgedeckte Bandbreite hängt dabei von der Abtastrate der A/D-Umsetzung ab. Die Bandbreite in Hz entspricht dabei der Abtastrate in Samples pro Sekunde. Werden in unserem Beispiel sowohl der I- als auch der Q-Anteil mit 10 Millionen Samples pro Sekunde abgetastet, dann kann der entstehende I/Q-Datenstrom einen Frequenzbereich von $\qty{10}{\mega\hertz}$ Bandbreite abdecken, also von $\qty{-5}{\mega\hertz}$ bis $\qty{+5}{\mega\hertz}$ in Bezug auf die Mittenfrequenz. Der Datenstrom deckt dann also die Frequenzen von $\qty{430}{\mega\hertz}$ bis $\qty{440}{\mega\hertz}$ ab.
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[question:AF634]
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[question:AF635]
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@@ -1,7 +1,7 @@
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Die elektrische Ladung (auch *Elektrizitätsmenge* genannt) ist eine grundlegende physikalische Größe. Sie beschreibt eine Eigenschaft von Teilchen und Körpern und ist die Ursache für elektrische und elektromagnetische Wechselwirkungen. Sicher hast du schon auf Akkus oder Batterien eine Angabe wie z.B. $\qty{3000}{\milli\ampere\hour}$ für die elektrische Ladung gelesen.
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<unit>
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Die elektrische Ladung hat das Formelzeichen $Q$ und die Einheit Coulomb ($\unit{\coulomb}$).
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Die elektrische Ladung hat das Formelzeichen $Q$ und die Einheit Coulomb ($\unit{\coulomb}$).
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Ein Coulomb ist definiert als die Ladungsmenge, die bei einem Strom von $\qty{1}{\ampere}$ innerhalb von $\qty{1}{\second}$ transportiert wird:
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$\qty{1}{\coulomb} = \qty{1}{\ampere} \cdot \qty{1}{\second}$
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</unit>
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@@ -21,14 +21,14 @@ Allgemein ist die Leistung als Energie pro Zeit definiert. Entsprechend ergibt s
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$W = P \cdot t$
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<unit>
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Die Einheit der Energie ist das Joule ($\unit{J}$). Ein Joule ist definiert als:
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Die Einheit der Energie ist das Joule ($\unit{\joule}$). Ein Joule ist definiert als:
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$\qty{1}{\joule} = \qty{1}{\watt\second} = \qty{1}{\volt\ampere\second} = \qty{1}{\newton\meter} = \qty{1}{\kilogram\cdot\meter\squared\per\second\squared}$
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</unit>
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[question:AA103]
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In der Praxis werden für kleine Energiemengen meist Joule verwendet, während für größere Energiemengen – etwa bei Akkus, Netzteilen oder im Stromverbrauch – häufig Wattstunden (Wh) oder Kilowattstunden (kWh) angegeben werden. Greifen wir das Beispiel unseres $\qty{3000}{\milli\ampere\hour}$-Akkus wieder auf. Hat dieser eine Spannung von $\qty{3,6}{\volt}$ so ergibt sich ein Energiegehalt von $\qty{3000}{\milli\ampere\hour} \cdot \qty{3,6}{\volt} = \qty{10.8}{\watt\hour}$
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In der Praxis werden für kleine Energiemengen meist Joule verwendet, während für größere Energiemengen – etwa bei Akkus, Netzteilen oder im Stromverbrauch – häufig Wattstunden ($\unit{\watt\hour}$) oder Kilowattstunden ($\unit{\kilo\watt\hour}$) angegeben werden. Greifen wir das Beispiel unseres $\qty{3000}{\milli\ampere\hour}$-Akkus wieder auf. Hat dieser eine Spannung von $\qty{3,6}{\volt}$ so ergibt sich ein Energiegehalt von $\qty{3000}{\milli\ampere\hour} \cdot \qty{3,6}{\volt} = \qty{10.8}{\watt\hour}$
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Energie kann nicht nur gespeichert, sondern auch von einer Form in eine andere umgewandelt werden. Ein typisches Beispiel ist die Umwandlung elektrischer Energie in thermische Energie an einem Widerstand, an dem über einen bestimmten Zeitraum eine Spannung anliegt. Die folgenden beiden Prüfungsfragen betrachten genau dieses Szenario.
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@@ -36,6 +36,6 @@ Energie kann nicht nur gespeichert, sondern auch von einer Form in eine andere u
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Hier nochmal eine andere Formulierung der Frage: Wie viel Energie wird an einem Widerstand (Widerstand $R=\qty{100}{\ohm}$), an dem eine Spannung von $U=\qty{10}{\volt}$ angelegt ist, innerhalb einer Stunde in Wärme umgewandelt?
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$W = P \cdot t = \frac{U^2}{R} \cdot t = \qty{1}{\watt} \cdot \qty{1}{\hour}= 1 \unit{\watt\hour}$
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$W = P \cdot t = \frac{U^2}{R} \cdot t = \qty{1}{\watt} \cdot \qty{1}{\hour}= \qty{1}{\watt\hour}$
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[question:AB502]
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[question:AB502]
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@@ -1,6 +1,6 @@
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Auf dem Typschild elektrischer Geräte ist meistens die Leistungsaufnahme angegeben. Zum Beispiel könnte man auf einem LED-Leuchtmittel die Angabe 7 W finden oder 425 W auf einem Staubsauger.
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Auf dem Typschild elektrischer Geräte ist meistens die Leistungsaufnahme angegeben. Zum Beispiel könnte man auf einem LED-Leuchtmittel die Angabe $\qty{7}{\watt}$ finden oder $\qty{425}{\watt}$ auf einem Staubsauger.
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Auch an jedem Widerstand wird elektrische Leistung umgesetzt. Sobald ein Strom durch einen Widerstand fließt, wird elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt, also in Wärme. Je größer der Strom ist, desto mehr Wärme wird an die Umgebung abgegeben. Deshalb werden auch viele elektrische Geräte beim Betrieb warm. Die elektrische Leistung gibt an, wieviel elektrische Energie in einer gewissen Zeit umgesetzt wird. Die Einheit der Leistung ist Watt, abgekürzt W.
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Auch an jedem Widerstand wird elektrische Leistung umgesetzt. Sobald ein Strom durch einen Widerstand fließt, wird elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt, also in Wärme. Je größer der Strom ist, desto mehr Wärme wird an die Umgebung abgegeben. Deshalb werden auch viele elektrische Geräte beim Betrieb warm. Die elektrische Leistung gibt an, wieviel elektrische Energie in einer gewissen Zeit umgesetzt wird. Die Einheit der Leistung ist Watt, abgekürzt $\unit{\watt}$.
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[question:NA204]
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[question:NA211]
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@@ -131,7 +131,7 @@ Das ist dann auch schon die gesuchte maximale Gleichspannung!
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Hier ist der Rechenweg derselbe wie in der Aufgabe davor, nur die Zahlenwerte sind anders:
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$U = \sqrt{P \cdot R} = \sqrt{6\ \text{W} \cdot 10^5\ \Omega} \approx 774,6\ \text{V} \approx 775\ \text{V}$
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$U = \sqrt{P \cdot R} = \sqrt{\qty{6}{\watt} \cdot \qty{10^5}{\ohm}} \approx \qty{774,6}{\volt} \approx \qty{775}{\volt}$
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@@ -157,7 +157,7 @@ Damit ließe sich auch die effektive Leistung berechnen, doch so weit geht die F
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[question:EB514]
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Die Antwort zu dieser Frage schließlich lässt sich sehr gut im Kopf rechnen. Hier werden 11 gleiche Widerstände, wie in Abbildung [ref:e_dummyload_11] gezeigt, parallel geschaltet. Das heißt, der Strom durch jeden einzelnen Widerstand ist 1/11 des Gesamtstroms. Also ist die Leistung an jedem Widerstand auch nur 1/11 der Gesamtleistung.
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Die Antwort zu dieser Frage schließlich lässt sich sehr gut im Kopf rechnen. Hier werden 11 gleiche Widerstände, wie in Abbildung [ref:e_dummyload_11] gezeigt, parallel geschaltet. Das heißt, der Strom durch jeden einzelnen Widerstand ist $1/11$ des Gesamtstroms. Also ist die Leistung an jedem Widerstand auch nur $1/11$ der Gesamtleistung.
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Also ist die zulässige Gesamtleistung $11 \cdot \qty{5}{\watt} =\qty{55}{\watt}$.
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@@ -1,7 +1,7 @@
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Wir haben bereits die drei wichtigsten Größen der Elektrotechnik kennengelernt, und zwar die elektrische Spannung, den elektrischen Strom und den Widerstand:
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* Zunächst haben wir gelernt, dass elektrische Ladungen in Spannungsquellen getrennt werden und dadurch eine elektrische Spannung entsteht. Diese bezeichen wir mit dem Buchstaben $U$ und messen sie in Volt (V).
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* Dann haben wir gelernt, dass die elektrische Spannung dafür sorgt, dass in einem geschlossenen Stromkreis ein elektrischer Strom fließt, den wir mit dem Buchstaben $I$ bezeichnen und in Ampere (A) messen.
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* Und zu Beginn dieses Kapitels haben wir dann noch gelernt, dass Verbraucher in einem Stromkreis einen Widerstand ausüben und somit den Stromfluss ausbremsen. Den Widerstand bezeichnen wir mit dem Buchstaben $R$ und messen ihn in Ohm (Ω).
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* Zunächst haben wir gelernt, dass elektrische Ladungen in Spannungsquellen getrennt werden und dadurch eine elektrische Spannung entsteht. Diese bezeichen wir mit dem Buchstaben $U$ und messen sie in Volt ($\unit{V}$).
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* Dann haben wir gelernt, dass die elektrische Spannung dafür sorgt, dass in einem geschlossenen Stromkreis ein elektrischer Strom fließt, den wir mit dem Buchstaben $I$ bezeichnen und in Ampere ($\unit{A}$) messen.
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* Und zu Beginn dieses Kapitels haben wir dann noch gelernt, dass Verbraucher in einem Stromkreis einen Widerstand ausüben und somit den Stromfluss ausbremsen. Den Widerstand bezeichnen wir mit dem Buchstaben $R$ und messen ihn in Ohm ($\unit{\ohm}$).
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%[p-h-o-t-o:147:ohmsches_gesetz_comic:Bildhafte Darstellung der Zusammenhänge des Ohmschen Gesetzes]
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@@ -11,17 +11,17 @@ Wir haben bereits die drei wichtigsten Größen der Elektrotechnik kennengelernt
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Aber wie hängen diese drei Größen zusammen? Schauen wir uns ein Beispiel in der Abbildung [ref:n_ohmsches_gesetz_stromkreis_mit_batterie] an. Wir haben einen Stromkreis, der aus einer Batterie als Spannungsquelle und einem Widerstand besteht. Wir kennen die Spannung und wir können den Strom messen. Die Batterie hat eine Spannung von 10 V, und es fließt ein Strom von 1 mA.
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Aber wie hängen diese drei Größen zusammen? Schauen wir uns ein Beispiel in der Abbildung [ref:n_ohmsches_gesetz_stromkreis_mit_batterie] an. Wir haben einen Stromkreis, der aus einer Batterie als Spannungsquelle und einem Widerstand besteht. Wir kennen die Spannung und wir können den Strom messen. Die Batterie hat eine Spannung von $\qty{10}{\volt}$, und es fließt ein Strom von $\qty{1}{\milli\ampere}$.
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[picture:664:n_ohmsches_gesetz_stromkreis_mit_batterie:Stromkreis mit Batterie]
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Würde man die 10 V-Batterie in dem Beispiel durch eine 20 V-Batterie ersetzen, dann würde sich auch der Strom von 1 mA auf 2 mA erhöhen. Wenn man also die Spannung verdoppelt, dann verdoppelt sich auch der Strom. Entsprechend würde sich auch der Strom auf 0,5 mA halbieren, wenn man die Spannung auf 5 V halbieren würde.
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Würde man die $\qty{10}{\volt}$-Batterie in dem Beispiel durch eine $\qty{20}{\volt}$-Batterie ersetzen, dann würde sich auch der Strom von $\qty{1}{\milli\ampere}$ auf $\qty{2}{\milli\ampere}$ erhöhen. Wenn man also die Spannung verdoppelt, dann verdoppelt sich auch der Strom. Entsprechend würde sich auch der Strom auf $\qty{0,5}{\milli\ampere}$ halbieren, wenn man die Spannung auf $\qty{5}{\volt}$ halbieren würde.
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Wir können ein Muster erkennen: In unserem Beispiel ist die Spannung $U$ in Volt immer 10000-fach größer als der Strom $I$ in Ampere. Oder mathematisch ausgedrückt:
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$\dfrac{U}{I} = \dfrac{10 \ \text{V}}{0,001 \ \text{A}} = \dfrac{20 \ \text{V}}{0,002 \ \text{A}} = \dfrac{5 \ \text{V}}{0,0005 \ \text{A}} = 10000 \frac{\text{V}}{\text{A}}$
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$\dfrac{U}{I} = \dfrac{\qty{10}{\volt}}{\qty{0,001}{\ampere}} = \dfrac{\qty{20}{\volt}}{\qty{0,002}{\ampere}} = \dfrac{\qty{5}{\volt}}{\qty{0,0005}{\ampere}} = 10000 \frac{\unit{\volt}}{\unit{\ampere}}$
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@@ -32,11 +32,11 @@ In der Fachsprache nennt man dies Proportionalität: $I$ ist proportional zu $U$
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Der *Proportionalitätsfaktor* ist das zahlenmäßige Verhältnis zweier Größen, die proportional zueinander sind.
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Es bleibt aber eine Frage. Wo kommt jetzt dieser Faktor von 10000 her? Die Antwort ist simpel: Das ist unser Widerstand $R$! Und wenn wir jetzt noch die Einheiten betrachten, fügt sich ein Gesamtbild zusammen: Die Einheit Ohm ist nämlich so definiert, dass $1 \ Ω$ dasselbe wie $1 \frac{\text{V}}{\text{A}}$ ist. Daher dürfen wir statt $10000 \frac{V}{A}$ einfach $10000 \ Ω$ schreiben! Unser Widerstand beträgt also 10000 Ω oder kurz 10 kΩ:
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Es bleibt aber eine Frage. Wo kommt jetzt dieser Faktor von 10000 her? Die Antwort ist simpel: Das ist unser Widerstand $R$! Und wenn wir jetzt noch die Einheiten betrachten, fügt sich ein Gesamtbild zusammen: Die Einheit Ohm ist nämlich so definiert, dass $\qty{1}{\ohm}$ dasselbe wie $\qty{1}{\volt\per\ampere}$ ist. Daher dürfen wir statt $\qty{10000}{\volt\per\ampere}$ einfach $\qty{10000}{\ohm}$ schreiben! Unser Widerstand beträgt also $\qty{10000}{\ohm}$ oder kurz $\qty{10}{\kilo\ohm}$:
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$10000 \frac{\text{V}}{\text{A}} = 10000 \ Ω$
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$\qty{10000}{\volt\per\ampere} = \qty{10000}{\ohm}$
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%Es stellt sich aber immer noch folgende Frage: Warum fließen in unserem Beispiel genau 1 mA, wenn die Spannung 10 V beträgt? Die Höhe des Stroms hängt vom Wert des Widerstands ab. Ist der Widerstand groß, so wird der Strom klein sein, ist der Widerstand hingegen klein, dann wird der Strom groß sein.
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%Es stellt sich aber immer noch folgende Frage: Warum fließen in unserem Beispiel genau $\qty{1}{\milli\ampere}$, wenn die Spannung $\qty{10}{\volt}$ beträgt? Die Höhe des Stroms hängt vom Wert des Widerstands ab. Ist der Widerstand groß, so wird der Strom klein sein, ist der Widerstand hingegen klein, dann wird der Strom groß sein.
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Wir haben gelernt: Den Wert des Widerstands kann man aus der Spannung und dem Strom berechnen. Er ist das *Verhältnis von Spannung und Strom*, oder anders formuliert: Wenn man die Spannung durch den Strom teilt, erhält man den Wert des Widerstands.
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@@ -4,7 +4,7 @@ Ein Oszilloskop ist ein Spannungsmessgerät, das den zeitlichen Verlauf von Span
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[photo:212:e_oszilloskop_digital: Oszilloskop mit zahlreichen Zusatzfunktionen]
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Betrachten wir die Anzeige des Oszilloskops in Abbildung [ref:e_oszilloskop_bildschirmfoto_sinus] nun etwas genauer. Mit einem Oszilloskop lassen sich beispielsweise die Kenngrößen einer sinusförmigen Wechselspannung ($T$, $\hat{U}$, $U_\text{SS}$ und $U_\text{eff}$) bestimmen. Neben dem Signalverlauf werden eine Zeit- und eine Spannungsangabe eingeblendet – im Beispiel $\qty{50,0}{\nano\second}$ und $\qty{500}{\milli\volt}$. Das bedeutet, dass ein Kästchen in horizontaler Richtung 50 Nanosekunden und in vertikaler Richtung 500 Millivolt entspricht. Diese Kästchen werden oft als Divisionen oder Skalenteile bezeichnet, daher auch die Schreibweise $\qty{500}{\milli\volt\per div}$.
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Betrachten wir die Anzeige des Oszilloskops in Abbildung [ref:e_oszilloskop_bildschirmfoto_sinus] nun etwas genauer. Mit einem Oszilloskop lassen sich beispielsweise die Kenngrößen einer sinusförmigen Wechselspannung ($T$, $\hat{U}$, $U_\text{SS}$ und $U_\text{eff}$) bestimmen. Neben dem Signalverlauf werden eine Zeit- und eine Spannungsangabe eingeblendet – im Beispiel $\qty{50,0}{\nano\second}$ und $\qty{500}{\milli\volt}$. Das bedeutet, dass ein Kästchen in horizontaler Richtung 50 Nanosekunden und in vertikaler Richtung 500 Millivolt entspricht. Diese Kästchen werden oft als Divisionen oder Skalenteile bezeichnet, daher auch die Schreibweise $\qty{500}{\milli\volt\per\oszidiv}$.
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[photo:214:e_oszilloskop_bildschirmfoto_sinus:eine sinusförmige Spannung, dargestellt auf einem digitalen Oszilloskop]
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@@ -22,7 +22,7 @@ Für einfache Messungen haben viele digitale Oszilloskope eine AUTO-Taste. Wenn
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Sobald die Periodendauer einer Schwingung bekannt ist, lässt sich daraus auch die Frequenz bestimmen. In der Klasse N haben wir bereits den qualitativen Zusammenhang kennengelernt: Die Frequenz gibt die Zahl der Schwingungen pro Sekunde an. Beträgt die Periodendauer eine Sekunde, so ergibt sich eine Frequenz von 1 Hz. Halbieren wir die Periodendauer auf eine halbe Sekunde, passen zwei Schwingungen in eine Sekunde – die Frequenz liegt dann bei 2 Hz.
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Sobald die Periodendauer einer Schwingung bekannt ist, lässt sich daraus auch die Frequenz bestimmen. In der Klasse N haben wir bereits den qualitativen Zusammenhang kennengelernt: Die Frequenz gibt die Zahl der Schwingungen pro Sekunde an. Beträgt die Periodendauer eine Sekunde, so ergibt sich eine Frequenz von $\qty{1}{\hertz}$. Halbieren wir die Periodendauer auf eine halbe Sekunde, passen zwei Schwingungen in eine Sekunde – die Frequenz liegt dann bei $\qty{2}{\hertz}$.
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In der Klasse E betrachten wir diesen Zusammenhang nun als Formel:
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@@ -32,7 +32,7 @@ Die Frequenz in Hertz ist der Kehrwert der Periodendauer in Sekunden.
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Das Signal in Abbildung [ref:e_oszilloskop_bildschirmfoto_sinus] hat also die Frequenz
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$f = \dfrac{1}{250\text{ ns}} = 4 \text{ MHz}$.
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$f = \dfrac{1}{\qty{250}{\nano\second}} = \qty{4}{\mega\hertz}$.
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[question:EB408]
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[question:EB409]
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@@ -45,5 +45,5 @@ Ein Tastkopf besteht aus einem griffähnlichen Gehäuse, vergleichbar mit einem
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Die einfachsten Tastköpfe verbinden die Prüfspitze direkt mit dem Messeingang. Man spricht von 1:1-Tastköpfen, weil die an der Spitze anliegende Spannung unverändert zum Oszilloskop gelangt. Tastköpfe für hohe Frequenzen sind aufwändiger gebaut. Sie teilen die Eingangsspannung auf einen kleineren Wert, oft ein Zehntel, herunter. Wenn man mit so einem 10:1-Tastkopf eine Spannung von 10 Volt misst, wird auf dem Bildschirm 1 Volt angezeigt.
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<indepth>
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Bei manchen Oszilloskopen kann man einstellen, welches Teilverhältnis der Tastkopf hat. Dann wird auf dem Bildschirm die tatsächliche Spannung anzezeigt. Passive 10:1-Tastköpfe enthalten unter anderem einen 9-MΩ-Widerstand, der im Signalweg liegt. Oszilloskope haben in der Regel einen Innenwiderstand von 1 MΩ. So ergibt sich ein 10:1-Spannungsteiler. Außerdem ist im Tastkopf oder im Stecker ein kleiner Drehkondensator vorhanden. Er dient zur Anpassung der Kapazität von Tastkopf und Kabel an den Messeingang und wird so eingestellt, dass ein Rechtecksignal möglichst unverfälscht auf dem Bildschirm erscheint. Neben den hier beschriebenen, passiven Tastköpfen existieren mehrere andere Varianten. Es gibt zum Beispiel Tastköpfe mit angepasstem 50-Ohm-Koaxkabel. Sie sind besonders gut für sehr hohe Frequenzen geeignet, haben aber nur einen relativ kleinen Innenwiderstand. Aktive Ausführungen lösen dieses Problem, indem das Signal direkt im Tastkopf verstärkt wird.
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Bei manchen Oszilloskopen kann man einstellen, welches Teilverhältnis der Tastkopf hat. Dann wird auf dem Bildschirm die tatsächliche Spannung anzezeigt. Passive 10:1-Tastköpfe enthalten unter anderem einen $\qty{9}{\mega\ohm}$-Widerstand, der im Signalweg liegt. Oszilloskope haben in der Regel einen Innenwiderstand von $\qty{1}{\mega\ohm}$. So ergibt sich ein 10:1-Spannungsteiler. Außerdem ist im Tastkopf oder im Stecker ein kleiner Drehkondensator vorhanden. Er dient zur Anpassung der Kapazität von Tastkopf und Kabel an den Messeingang und wird so eingestellt, dass ein Rechtecksignal möglichst unverfälscht auf dem Bildschirm erscheint. Neben den hier beschriebenen, passiven Tastköpfen existieren mehrere andere Varianten. Es gibt zum Beispiel Tastköpfe mit angepasstem $\qty{50}{\ohm}$-Koaxkabel. Sie sind besonders gut für sehr hohe Frequenzen geeignet, haben aber nur einen relativ kleinen Innenwiderstand. Aktive Ausführungen lösen dieses Problem, indem das Signal direkt im Tastkopf verstärkt wird.
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@@ -15,10 +15,10 @@ Welcher Status dem Amateurfunkdienst in Deutschland in den einzelnen Frequenzber
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Es ist zu beachten, dass die primären und sekundären Zuweisungen in anderen Ländern abweichend geregelt sein können. Man sollte sich daher vor der Betriebsaufnahme im Ausland über die jeweiligen Bestimmungen des Gastlandes informieren.
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Eine Besonderheit stellen Küstenfunkstellen des Seefunkdienstes dar. Obwohl uns das 80 m-Band primär zugewiesen ist, müssen wir solchen Funkstellen den Vorrang gewähren, da sie eine feste Frequenz zugeteilt haben, die sie nicht ändern dürfen.
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Eine Besonderheit stellen Küstenfunkstellen des Seefunkdienstes dar. Obwohl uns das $\qty{80}{\meter}$-Band primär zugewiesen ist, müssen wir solchen Funkstellen den Vorrang gewähren, da sie eine feste Frequenz zugeteilt haben, die sie nicht ändern dürfen.
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[question:VD707]
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Eine weitere Besonderheit ist der sogenannte ISM-Bereich. Ein Teilbereich des 70 cm-Amateurfunkbandes wird für Anwendungen aus den Bereichen Industrie, Wissenschaft und Medizin, aber auch von Haushaltsgeräten mitbenutzt. Die Abkürzung ISM kommt von der englischen Bezeichnung "Industrial, Scientific and Medical Band". Dort finden sich z. B. Signale von Garagentoröffnern, Funkwetterstationen, Autoschlüsseln, Wegfahrsperren oder Reifendrucksensoren. Obwohl der Amateurfunkdienst in diesem Frequenzbereich primäre Nutzungsrechte genießt, müssen Störungen durch solche Geräte ausnahmsweise dennoch hingenommen werden.
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Eine weitere Besonderheit ist der sogenannte ISM-Bereich. Ein Teilbereich des $\qty{70}{\centi\meter}$-Amateurfunkbandes wird für Anwendungen aus den Bereichen Industrie, Wissenschaft und Medizin, aber auch von Haushaltsgeräten mitbenutzt. Die Abkürzung ISM kommt von der englischen Bezeichnung "Industrial, Scientific and Medical Band". Dort finden sich z. B. Signale von Garagentoröffnern, Funkwetterstationen, Autoschlüsseln, Wegfahrsperren oder Reifendrucksensoren. Obwohl der Amateurfunkdienst in diesem Frequenzbereich primäre Nutzungsrechte genießt, müssen Störungen durch solche Geräte ausnahmsweise dennoch hingenommen werden.
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[question:VD708]
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@@ -2,6 +2,6 @@ Wie wir im vorigen Kapitel bereits gelernt haben, bezeichnet man den Prozess, de
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[question:AF606]
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Die Geschwindigkeit, mit der ein A/D-Umsetzer die Abtastung eines analogen Signals vornimmt, wird auch als Samplingrate bezeichnet. Man definiert die Samplingrate herbei als Abtastungen, die pro Zeiteinheit (z. B. pro Sekunde) vorgenommen werden. Die Angabe erfolgt hierbei in der Einheit Samples/sek. Beispielsweise werden analoge Tonsignale bei digitalen Datenträgern wie CDs oft mit Samplingraten von 44100 Samples pro Sekunde vorgenommen. Man gibt dies dann z. B. als 44,1 Kilosamples/s oder kurz 44,1 ksps an.
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Die Geschwindigkeit, mit der ein A/D-Umsetzer die Abtastung eines analogen Signals vornimmt, wird auch als Samplingrate bezeichnet. Man definiert die Samplingrate herbei als Abtastungen, die pro Zeiteinheit (z. B. pro Sekunde) vorgenommen werden. Die Angabe erfolgt hierbei in der Einheit Samples/sek. Beispielsweise werden analoge Tonsignale bei digitalen Datenträgern wie CDs oft mit Samplingraten von $\num{44100}$ Samples pro Sekunde vorgenommen. Man gibt dies dann z. B. als $\num{44,1}$ Kilosamples/s oder kurz $\qty{44,1}{\kilo\sps}$ an.
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[question:AF615]
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@@ -7,9 +7,9 @@ Wie in den vorhergehenden Kapiteln erläutert, werden analoge Signale zunächst
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[question:AF601]
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[question:AF603]
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Sehen wir uns den Prozess des Samplings noch von einer anderen Seite her an. Analoge Signale können beliebige Spannungswerte annehmen und zwischen diesen ohne Zwischenstufen variieren. Da diese Änderungen bei analogen Signalen auch beliebig klein oder groß sein können, bezeichnet man diese Eigenschaft analoger Signale als wertkontinuierlich. Im Gegensatz hierzu stehen bei der Digitalisierung eines analogen Signals hinsichtlich der möglichen Werte (z. B. wie vorgenannte -128 bis +127) nur begrenzte Abstufungen für die Abbildung der gemessenen Spannungswerte zur Verfügung. Daher bezeichnet man digitale Samples in dieser Hinsicht auch als wertdiskret, da immer nur bestimmte Spannungswerte in Form von Spannungsstufen bei der Messung eines analogen Signalwertes zur Verfügung stehen. Wenn nun z.B. ein analoger Signalwert zwischen zwei Spannungsstufen liegt, so muss der A/D-Umsetzer eine Entscheidung treffen, zu welchem Signalwert der gemessene Wert eher tendiert. Diesen Prozess bezeichnet man auch als Quantisierung. Das zuvor kontinuierliche Signal wird hierbei in eine endliche Anzahl von Werten abgebildet.
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Sehen wir uns den Prozess des Samplings noch von einer anderen Seite her an. Analoge Signale können beliebige Spannungswerte annehmen und zwischen diesen ohne Zwischenstufen variieren. Da diese Änderungen bei analogen Signalen auch beliebig klein oder groß sein können, bezeichnet man diese Eigenschaft analoger Signale als wertkontinuierlich. Im Gegensatz hierzu stehen bei der Digitalisierung eines analogen Signals hinsichtlich der möglichen Werte (z. B. wie vorgenannte $\num{-128}$ bis $\num{+127}$) nur begrenzte Abstufungen für die Abbildung der gemessenen Spannungswerte zur Verfügung. Daher bezeichnet man digitale Samples in dieser Hinsicht auch als wertdiskret, da immer nur bestimmte Spannungswerte in Form von Spannungsstufen bei der Messung eines analogen Signalwertes zur Verfügung stehen. Wenn nun z.B. ein analoger Signalwert zwischen zwei Spannungsstufen liegt, so muss der A/D-Umsetzer eine Entscheidung treffen, zu welchem Signalwert der gemessene Wert eher tendiert. Diesen Prozess bezeichnet man auch als Quantisierung. Das zuvor kontinuierliche Signal wird hierbei in eine endliche Anzahl von Werten abgebildet.
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Zur Veranschaulichung hier ein praktisches Beispiel anhand eines analogen Dimmers und eines Stufenschalters. Ist ein Dimmer mittels einer analogen Schaltung realisiert, kann man eine Lampe damit beliebig fein in deren Helligkeit steuern. Im Gegensatz hierzu könnte man die Lampe mit einem Stufenschalter mit z. B. 5 Stufen nur jeweils auf 5 Helligkeitswerte schalten - Zwischenstufen sind hierbei nicht möglich. Daher würde man diesen Stufenschalter auch als wertdiskret bezeichnen. Versucht man nun Helligkeitswerte, die man mit dem analogen Dimmer eingestellt hat, mittels des Stufenschalters nachzubilden, so ist man hier auf die festen vorgegebenen Stufen beschränkt. Man würde in diesem Fall die passendste Einstellung am Stufenschalter wählen und somit eine Quantisierung des analogen Helligkeitswerts vornehmen.
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Zur Veranschaulichung hier ein praktisches Beispiel anhand eines analogen Dimmers und eines Stufenschalters. Ist ein Dimmer mittels einer analogen Schaltung realisiert, kann man eine Lampe damit beliebig fein in deren Helligkeit steuern. Im Gegensatz hierzu könnte man die Lampe mit einem Stufenschalter mit z. B. $\num{5}$ Stufen nur jeweils auf $\num{5}$ Helligkeitswerte schalten - Zwischenstufen sind hierbei nicht möglich. Daher würde man diesen Stufenschalter auch als wertdiskret bezeichnen. Versucht man nun Helligkeitswerte, die man mit dem analogen Dimmer eingestellt hat, mittels des Stufenschalters nachzubilden, so ist man hier auf die festen vorgegebenen Stufen beschränkt. Man würde in diesem Fall die passendste Einstellung am Stufenschalter wählen und somit eine Quantisierung des analogen Helligkeitswerts vornehmen.
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[question:AF602]
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[question:AF604]
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@@ -1,7 +1,7 @@
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Wir haben gelernt: Elektrische Schwingungen bestehen aus Wechselspannung, die abwechselnd positive und negative Polarität annimmt. Die Spannung wechselt meist aber nicht abrupt von positiv nach negativ und zurück. Wie man im Bild [ref:n_frequenz_sinusschwingung] sehen kann, schwingt die Spannung im Stromnetz beispielsweise immer wieder sanft wie ein Pendel von Plus über 0 nach Minus und wieder über 0 zurück nach Plus.
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[picture:725:n_frequenz_sinusschwingung:Die Spannung des Stromnetzes im zeitlichen Verlauf. Da die Spannung nicht die ganze Zeit den Höchstwert von 325 V aufweist, wirkt sie effektiv übrigens nur mit 230 V.]
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[picture:725:n_frequenz_sinusschwingung:Die Spannung des Stromnetzes im zeitlichen Verlauf. Da die Spannung nicht die ganze Zeit den Höchstwert von $\qty{325}{\volt}$ aufweist, wirkt sie effektiv übrigens nur mit $\qty{230}{\volt}$.]
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Wir haben bereits die elektrische Spannung kennengelernt. Fassen wir nochmal zusammen: Trennt man gezielt positive von negativen Ladungen, z. B. in einer Batterie, dann versuchen diese Ladungen wieder zusammenzukommen. Es liegt eine elektrische Spannung vor, z. B. zwischen den Polen der Batterie. Gemessen wird die elektrische Spannung in der Einheit Volt, die mit V abgekürzt wird.
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Wir haben bereits die elektrische Spannung kennengelernt. Fassen wir nochmal zusammen: Trennt man gezielt positive von negativen Ladungen, z. B. in einer Batterie, dann versuchen diese Ladungen wieder zusammenzukommen. Es liegt eine elektrische Spannung vor, z. B. zwischen den Polen der Batterie. Gemessen wird die elektrische Spannung in der Einheit Volt, die mit $\unit{V}$ abgekürzt wird.
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<person>
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Die Einheit Volt ist nach dem italienischen Physiker *Alessandro Volta* benannt.
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@@ -8,44 +8,44 @@ Die Einheit Volt ist nach dem italienischen Physiker *Alessandro Volta* benannt.
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In der Funktechnik kommen sowohl sehr große als auch sehr kleine Spannungen vor. Wie bei der Frequenz helfen uns Einheitenvorzeichen, große Werte anzugeben. 1 kHz steht für 1000 Hz. Genauso ist es bei Spannungen: 1 kV bedeutet 1000 V. Die wichtigsten Einheitenvorzeichen werden in der Tabelle [ref:n_spannung_einheitenvorzeichen] anhand der Einheit Volt vorgestellt.
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In der Funktechnik kommen sowohl sehr große als auch sehr kleine Spannungen vor. Wie bei der Frequenz helfen uns Einheitenvorzeichen, große Werte anzugeben. $\qty{1}{\kilo\hertz}$ steht für $\qty{1000}{\hertz}$. Genauso ist es bei Spannungen: $\qty{1}{\kilo\volt}$ bedeutet $\qty{1000}{\volt}$. Die wichtigsten Einheitenvorzeichen werden in der Tabelle [ref:n_spannung_einheitenvorzeichen] anhand der Einheit Volt vorgestellt.
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| l: Bezeichnung | r: Abk. | X: Wert |
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| 1 Kilovolt | 1 kV | 1000 V |
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| 1 Megavolt | 1 MV | 1000000 V |
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| 1 Gigavolt | 1 GV | 1000000000 V |
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| 1 Kilovolt | $\qty{1}{\kilo\volt}$ | $\qty{1000}{\volt}$ |
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| 1 Megavolt | $\qty{1}{\mega\volt}$ | $\qty{1000000}{\volt}$ |
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| 1 Gigavolt | $\qty{1}{\giga\volt}$ | $\qty{1000000000}{\volt}$ |
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[table:n_spannung_einheitenvorzeichen:Kurzschreibweise für große Spannungen]
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| l: Bezeichnung | r: Abkürzung | X: Wert |
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| 1 Mikrovolt | 1 μV | 0,000001 V |
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| 1 Millivolt | 1 mV | 0,001 V |
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| 1 Volt | 1 V | 1 V |
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| 1 Mikrovolt | $\qty{1}{\micro\volt}$ | $\qty{0,000001}{\volt}$ |
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| 1 Millivolt | $\qty{1}{\milli\volt}$ | $\qty{0,001}{\volt}$ |
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| 1 Volt | $\qty{1}{\volt}$ | $\qty{1}{\volt}$ |
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[table:n_spannung_einheitenvorzeichen_2:Kurzschreibweisen für kleine Spannungen]
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Es gibt aber auch Einheitenvorzeichen für sehr kleine Werte. Wir kennen das beispielsweise vom Milliliter (ml): 1 Liter sind 1000 ml. Die wichtigsten Einheitenvorzeichen werden in der Tabelle [ref:n_spannung_einheitenvorzeichen_2] anhand der Einheit Volt vorgestellt. 1 mV ist beispielsweise dasselbe wie 0,001 V. Umgekehrt entsprechen 1000 mV genau 1 V.
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Es gibt aber auch Einheitenvorzeichen für sehr kleine Werte. Wir kennen das beispielsweise vom Milliliter ($\unit{\milli\liter}$): 1 Liter sind $\qty{1000}{\milli\liter}$. Die wichtigsten Einheitenvorzeichen werden in der Tabelle [ref:n_spannung_einheitenvorzeichen_2] anhand der Einheit Volt vorgestellt. $\qty{1}{\milli\volt}$ ist beispielsweise dasselbe wie $\qty{0,001}{\volt}$. Umgekehrt entsprechen $\qty{1000}{\milli\volt}$ genau $\qty{1}{\volt}$.
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| l: Spannungsquelle | r: | c: | l: |
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| Empfängereingang | 10 μV | = | 0,00001 V |
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| Mikrofon | 200 mV | = | 0,2 V |
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| Batterie | 1,5 V | = | 1,5 V |
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| Steckdose | 230 V | = | 230 V |
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| elektrostatisch aufgeladenen Antenne | 1,5 kV | = | 1500 V |
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| Höchstspannungsleitung | 380 kV | = | 380000 V |
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| Empfängereingang | $\qty{10}{\micro\volt}$ | = | $\qty{0,00001}{\volt}$ |
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| Mikrofon | $\qty{200}{\milli\volt}$ | = | $\qty{0,2}{\volt}$ |
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| Batterie | $\qty{1,5}{\volt}$ | = | $\qty{1,5}{\volt}$ |
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| Steckdose | $\qty{230}{\volt}$ | = | $\qty{230}{\volt}$ |
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| elektrostatisch aufgeladenen Antenne | $\qty{1,5}{\kilo\volt}$ | = | $\qty{1500}{\volt}$ |
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| Höchstspannungsleitung | $\qty{380}{\kilo\volt}$ | = | $\qty{380000}{\volt}$ |
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[table:spannung_beispiele:Beispiele für Spannungen]
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Betrachten wir einige Beispiele für große und kleine Spannungen. Eine ganz besonders kleine Spannung liegt an einer Antenne beim Empfang an. Die aufgenommenen Funkwellen sind so schwach, dass die elektrischen Schwingungen nur eine Spannung von etwa 10 μV aufweisen. Wenn wir in ein Mikrofon sprechen, entstehen bereits etwas höhere Spannungen von ca. 200 mV.
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Betrachten wir einige Beispiele für große und kleine Spannungen. Eine ganz besonders kleine Spannung liegt an einer Antenne beim Empfang an. Die aufgenommenen Funkwellen sind so schwach, dass die elektrischen Schwingungen nur eine Spannung von etwa $\qty{10}{\micro\volt}$ aufweisen. Wenn wir in ein Mikrofon sprechen, entstehen bereits etwas höhere Spannungen von ca. $\qty{200}{\milli\volt}$.
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Ein wenig größer ist die Spannung, die üblicherweise an einer Batterie anliegt, beispielsweise 1,5 V oder 9 V. Noch etwas größer ist die Spannung an Steckdosen im Haushalt. Diese beträgt bereits 230 V. Bei Gewitter oder Regen kann sich eine Antenne elektrisch aufladen. Dann kann an ihr eine Spannung von beispielsweise 1,5 kV anliegen. Besonders hohe Spannungen finden sich an den Hochspannungsleitungen im Stromnetz. Hier kann man bis zu 380 kV antreffen.
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Ein wenig größer ist die Spannung, die üblicherweise an einer Batterie anliegt, beispielsweise $\qty{1,5}{\volt}$ oder $\qty{9}{\volt}$. Noch etwas größer ist die Spannung an Steckdosen im Haushalt. Diese beträgt bereits $\qty{230}{\volt}$. Bei Gewitter oder Regen kann sich eine Antenne elektrisch aufladen. Dann kann an ihr eine Spannung von beispielsweise $\qty{1,5}{\kilo\volt}$ anliegen. Besonders hohe Spannungen finden sich an den Hochspannungsleitungen im Stromnetz. Hier kann man bis zu $\qty{380}{\kilo\volt}$ antreffen.
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Für die nächste Aufgabe müssen wir daran denken, dass 1 V das Gleiche ist wie 1000 mV. Dann sollte die Aufgabe leicht lösbar sein.
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Für die nächste Aufgabe müssen wir daran denken, dass $\qty{1}{\volt}$ das Gleiche ist wie $\qty{1000}{\milli\volt}$. Dann sollte die Aufgabe leicht lösbar sein.
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[question:NA208]
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@@ -1,4 +1,4 @@
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Spannungen kann man mit einem Messgerät ermitteln. Dabei ist es sehr wichtig, das Messgerät richtig einzustellen und an den richtigen Stellen zu messen. Spannungen misst man mit einem Spannungsmessgerät. Da Spannungen in *Volt* (V) gemessen werden, ist das Schaltsymbol für ein Spannungsmessgerät ein Kreis mit einem V, wie in Abbildung [ref:n_messgeraete_symbol_spannungsmessgerät] gezeigt.
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Spannungen kann man mit einem Messgerät ermitteln. Dabei ist es sehr wichtig, das Messgerät richtig einzustellen und an den richtigen Stellen zu messen. Spannungen misst man mit einem Spannungsmessgerät. Da Spannungen in *Volt* ($\unit{V}$) gemessen werden, ist das Schaltsymbol für ein Spannungsmessgerät ein Kreis mit einem V, wie in Abbildung [ref:n_messgeraete_symbol_spannungsmessgerät] gezeigt.
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[picture:625:n_messgeraete_symbol_spannungsmessgerät:Schaltsymbol Spannungsmessgerät]
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@@ -25,14 +25,14 @@ Um Spannungen zu messen, ist am Messgerät die Spannungsmessung auszuwählen. M
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Die meisten Multimeter verfügen über unterschiedliche Messbereiche für kleine und große Spannungen. Da vor dem Messen meist unklar ist, welche Größenordnung zu erwarten ist, sollte man am Anfang immer den größtmöglichen Messbereich wählen, um dem Gerät keinen Schaden zuzufügen. Je nach angezeigtem Messwert wird anschließend auf einen Messbereich für kleinere Werte umgeschaltet.
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Verwechselt man Strom- und Spannungsmessung oder überschreitet die Messbereichseinstellung, kann das Messgerät einen Schaden erleiden. Vor der Messung sollte man außerdem an das denken, was wir zu Gefahren von elektrischem Strom gelernt haben: Wechselspannungen größer 50 V und Gleichspannungen größer 120 V können lebensgefährlich sein!
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Verwechselt man Strom- und Spannungsmessung oder überschreitet die Messbereichseinstellung, kann das Messgerät einen Schaden erleiden. Vor der Messung sollte man außerdem an das denken, was wir zu Gefahren von elektrischem Strom gelernt haben: Wechselspannungen größer $\qty{50}{\volt}$ und Gleichspannungen größer $\qty{120}{\volt}$ können lebensgefährlich sein!
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</webtip>
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[question:NI101]
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[question:NI103]
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Wie wir bereits im Kapitel Strom- und Spannungsversorgung gelernt haben, kann man mehrere Batterien in Serie schalten, um eine höhere Spannung zu erhalten. Dazu wird der Pluspol der einen Batterie mit dem Minuspol der anderen Batterie verbunden. Die beiden Einzelspannungen der Batterie addieren sich dann. Schaltet man hingegen zwei Batterien so in Reihe, dass gleiche Pole miteinander verbunden sind, dann subtrahieren sich die Spannungen. Falls beide Batterien die gleiche Spannung haben, wird man keine Spannung, also 0 V, messen.
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Wie wir bereits im Kapitel Strom- und Spannungsversorgung gelernt haben, kann man mehrere Batterien in Serie schalten, um eine höhere Spannung zu erhalten. Dazu wird der Pluspol der einen Batterie mit dem Minuspol der anderen Batterie verbunden. Die beiden Einzelspannungen der Batterie addieren sich dann. Schaltet man hingegen zwei Batterien so in Reihe, dass gleiche Pole miteinander verbunden sind, dann subtrahieren sich die Spannungen. Falls beide Batterien die gleiche Spannung haben, wird man keine Spannung, also $\qty{0}{\volt}$, messen.
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[question:NB205]
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@@ -1,4 +1,4 @@
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Wir haben auch schon gelernt: Sobald man einen elektrischen Verbraucher wie eine Lampe an die beiden Pole einer Spannungsquelle anschließt, fangen die getrennten elektrischen Ladungen an sich zu bewegen. Wir nennen dies einen *geschlossenen Stromkreis*, in dem ein elektrischer Strom fließt. Abhängig davon, wie groß eine Spannung ist und was für ein Verbraucher angeschlossen wird, fließt mehr oder weniger Strom. Wir sprechen von der *elektrischen Stromstärke*, die in der Einheit Ampere mit der Abkürzung A angegeben wird.
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Wir haben auch schon gelernt: Sobald man einen elektrischen Verbraucher wie eine Lampe an die beiden Pole einer Spannungsquelle anschließt, fangen die getrennten elektrischen Ladungen an sich zu bewegen. Wir nennen dies einen *geschlossenen Stromkreis*, in dem ein elektrischer Strom fließt. Abhängig davon, wie groß eine Spannung ist und was für ein Verbraucher angeschlossen wird, fließt mehr oder weniger Strom. Wir sprechen von der *elektrischen Stromstärke*, die in der Einheit Ampere mit der Abkürzung $\unit{\ampere}$ angegeben wird.
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<person>
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Die Einheit Ampere ist nach dem französischem Physiker und Mathematiker *André-Marie Ampère* benannt, der in den 1820er Jahren die elektrische Spannung und den elektrischen Strom wissenschaftlich erklärte.
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@@ -8,17 +8,17 @@ Die Einheit Ampere ist nach dem französischem Physiker und Mathematiker *André
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Schauen wir uns wieder einige Beispiele an: Durch eine Leuchtdiode (LED) fließen beispielsweise 5 mA Strom. Bei einem Transceiver im Empfangsbetrieb sind es z. B. schon 900 mA, also fast ein Ampere. Durch einen Transceiver im Sendebetrieb kann schon wesentlich mehr Strom fließen, beispielsweise 21 A.
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Schauen wir uns wieder einige Beispiele an: Durch eine Leuchtdiode (LED) fließen beispielsweise $\qty{5}{\milli\ampere}$ Strom. Bei einem Transceiver im Empfangsbetrieb sind es z. B. schon $\qty{900}{\milli\ampere}$, also fast ein Ampere. Durch einen Transceiver im Sendebetrieb kann schon wesentlich mehr Strom fließen, beispielsweise $\qty{21}{\ampere}$.
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| l: Verbraucher | r: | c: | l: |
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| Leuchtdiode (LED) | 5 mA | = | 0,005 A |
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| Transceiver im Empfangsbetrieb | 900 mA | = | 0,9 A |
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| Transceiver im Sendebetrieb | 21 A | = | 21 A |
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| Leuchtdiode (LED) | $\qty{5}{\milli\ampere}$ | = | $\qty{0,005}{\ampere}$ |
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| Transceiver im Empfangsbetrieb | $\qty{900}{\milli\ampere}$ | = | $\qty{0,9}{\ampere}$ |
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| Transceiver im Sendebetrieb | $\qty{21}{\ampere}$ | = | $\qty{21}{\ampere}$ |
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[table:strom_beispiele:Beispiele für Ströme]
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Um die folgende Aufgabe zu lösen, müssen wir uns klar machen, dass 1 mA das gleiche ist wie 0,001 A. Beim Lösen muss man aber aufpassen, mit den Nullen nach dem Komma nicht durcheinander zu kommen: Wenn 1 mA dasselbe wie 0,001 A ist, dann ist 10 mA dasselbe wie 0,010 A. Demzufolge ist 40 mA also 0,040 A. Schlußendlich entspricht 42 mA also 0,042 A.
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Um die folgende Aufgabe zu lösen, müssen wir uns klar machen, dass $\qty{1}{\milli\ampere}$ das gleiche ist wie $\qty{0,001}{\ampere}$. Beim Lösen muss man aber aufpassen, mit den Nullen nach dem Komma nicht durcheinander zu kommen: Wenn $\qty{1}{\milli\ampere}$ dasselbe wie $\qty{0,001}{\ampere}$ ist, dann ist $\qty{10}{\milli\ampere}$ dasselbe wie $\qty{0,010}{\ampere}$. Demzufolge ist $\qty{40}{\milli\ampere}$ also $\qty{0,040}{\ampere}$. Schlußendlich entspricht $\qty{42}{\milli\ampere}$ also $\qty{0,042}{\ampere}$.
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[question:NA209]
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@@ -1,4 +1,4 @@
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Während Spannungsmessgeräte die Spannung messen, messen Strommessgeräte den elektrischen Strom. Die Messung erfolgt in in *Ampere* (A). Entsprechend ist das Schaltsymbol des Strommessgeräts der Kreis mit einem A, wie in der Abbildung [ref:n_messgeraete_symbol_strommessgerät] gezeigt.
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Während Spannungsmessgeräte die Spannung messen, messen Strommessgeräte den elektrischen Strom. Die Messung erfolgt in in *Ampere* ($\unit{A}$). Entsprechend ist das Schaltsymbol des Strommessgeräts der Kreis mit einem A, wie in der Abbildung [ref:n_messgeraete_symbol_strommessgerät] gezeigt.
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<margin>
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[picture:624:n_messgeraete_symbol_strommessgerät:Schaltsymbol Strommessgerät]
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@@ -15,13 +15,13 @@ Strommessgeräte haben selber keinen Widerstand wie ein Verbraucher, damit sie w
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</danger>
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<webtip>
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Strom wird - wie Spannung - ebenfalls meistens mit einem Multimeter gemessen. Auch hier ist es wichtig, zunächst die Messleitungen mit den richtigen Anschlüssen des Messgeräts zu verbinden. Die schwarze Messleitung kommt in den "COM"-Anschluss und die rote Messleitung an den Anschluss, der in der Regel mit A beschriftet ist. Oft haben Messgeräte für die Strommessung mehrere Anschlüsse, die für den eingestellten Messbereich passend zu wählen sind. Je nach Messbereich sind diese dann beispielsweise mit "μA", "mA" oder "A" beschriftet.
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Strom wird - wie Spannung - ebenfalls meistens mit einem Multimeter gemessen. Auch hier ist es wichtig, zunächst die Messleitungen mit den richtigen Anschlüssen des Messgeräts zu verbinden. Die schwarze Messleitung kommt in den "COM"-Anschluss und die rote Messleitung an den Anschluss, der in der Regel mit A beschriftet ist. Oft haben Messgeräte für die Strommessung mehrere Anschlüsse, die für den eingestellten Messbereich passend zu wählen sind. Je nach Messbereich sind diese dann beispielsweise mit "$\unit{\micro\ampere}$", "$\unit{\milli\ampere}$" oder "$\unit{\ampere}$" beschriftet.
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Ähnlich der Spannungsmessung ist die richtige Einstellung am Messgerät zu wählen. Möchte man Gleichstrom messen, wählt man "A =". Will man hingegen Wechselstrom messen, dann ist "A ~" einzustellen.
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Ebenfalls entsprechend zur Spannungsmessung verhält es sich mit dem Messbereich: Zu Beginn sollte der größte Messbereich gewählt werden und dann - je nach Anzeigewert - bei Bedarf auf einen kleinen Messbereich gewechselt werden. Es kann dann auch erforderlich sein, die rote Messleitung in den zum Messbereich passenden Anschluss umzustecken.
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Und auch hier noch einmal der Hinweis: Wechselspannungen größer 50 V und Gleichspannungen größer 120 V können lebensgefährlich sein.
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Und auch hier noch einmal der Hinweis: Wechselspannungen größer $\qty{50}{\volt}$ und Gleichspannungen größer $\qty{120}{\volt}$ können lebensgefährlich sein.
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</webtip>
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[question:NI102]
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Den Abstand zwischen zwei Wellenbergen bzw. zwei Wellentälern nennt man Wellenlänge. Die Wellenlänge ist abhängig von der Frequenz. Je größer die Frequenz, desto kleiner die Wellenlänge. Die Wellenlänge wird mit dem griechischen Buchstaben $\lambda$ (Lambda) bezeichnet und üblicherweise in Meter (m) angegeben.
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Den Abstand zwischen zwei Wellenbergen bzw. zwei Wellentälern nennt man Wellenlänge. Die Wellenlänge ist abhängig von der Frequenz. Je größer die Frequenz, desto kleiner die Wellenlänge. Die Wellenlänge wird mit dem griechischen Buchstaben $\lambda$ (Lambda) bezeichnet und üblicherweise in Meter ($\unit{\meter}$) angegeben.
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[question:NB403]
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[question:NA205]
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Der Zusammenhang zwischen der Frequenz und der Wellenlänge ergibt sich aus der Lichtgeschwindigkeit von 300000 km/s. Eine Welle mit einer Frequenz von 1 Hz breitet sich 300000 km aus, bevor auf einen Wellenberg ein weiterer Wellenberg folgt. Eine Welle mit einer Frequenz von 1000 Hz breitet sich nur 300 km aus, bevor auf einen Wellenberg wieder ein Wellenberg folgt. Bei 1000000 Hz also 1 MHz sind es nur noch 300 m.
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Der Zusammenhang zwischen der Frequenz und der Wellenlänge ergibt sich aus der Lichtgeschwindigkeit von $\qty{300000}{\kilo\meter\per\second}$. Eine Welle mit einer Frequenz von $\qty{1}{\hertz}$ breitet sich $\qty{300000}{\kilo\meter}$ aus, bevor auf einen Wellenberg ein weiterer Wellenberg folgt. Eine Welle mit einer Frequenz von $\qty{1000}{\hertz}$ breitet sich nur $\qty{300}{\kilo\meter}$ aus, bevor auf einen Wellenberg wieder ein Wellenberg folgt. Bei $\qty{1000000}{\hertz}$ also $\qty{1}{\mega\hertz}$ sind es nur noch $\qty{300}{\meter}$.
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Daraus ergeben sich folgende Formeln, mit denen sich leicht zwischen Frequenz $f$ (in MHz) und Wellenlänge $\lambda$ (in Metern) umrechnen lässt:
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Daraus ergeben sich folgende Formeln, mit denen sich leicht zwischen Frequenz $f$ (in $\unit{\mega\hertz}$) und Wellenlänge $\lambda$ (in Metern) umrechnen lässt:
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$f[[\textrm{MHz}]] = \dfrac{300}{\lambda[[\textrm{m}]]} \quad\quad\quad \lambda[[\textrm{m}]] = \dfrac{300}{f[[\textrm{MHz}]]}$
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$f[[\unit{\mega\hertz}]] = \dfrac{300}{\lambda[[\unit{\meter}]]} \quad\quad\quad \lambda[[\unit{\meter}]] = \dfrac{300}{f[[\unit{\mega\hertz}]]}$
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Die beiden Formeln finden sich auch in der Formelsammlung, die bei der Prüfung als Hilfsmittel vorliegt.
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Teilt man also 300 durch die Wellenlänge in Metern, erhält man die Frequenz in MHz. Und genauso andersherum: Teilt man 300 durch die Frequenz in MHz, erhält man die Wellenlänge in Metern.
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Teilt man also 300 durch die Wellenlänge in Metern, erhält man die Frequenz in $\unit{\mega\hertz}$. Und genauso andersherum: Teilt man 300 durch die Frequenz in $\unit{\mega\hertz}$, erhält man die Wellenlänge in Metern.
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Wollen wir also beispielsweise die Wellenlänge der Frequenz 145,3 MHz berechnen, dann setzen wir diese in die zweite Formel ein und lösen dann:
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Wollen wir also beispielsweise die Wellenlänge der Frequenz $\qty{145,3}{\mega\hertz}$ berechnen, dann setzen wir diese in die zweite Formel ein und lösen dann:
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$\lambda[[\text{m}]] = \dfrac{300}{f[[\text{MHz}]]} = \dfrac{300}{145,3 \ \text{MHz}} \approx 2,06 \ \text{m}$
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$\lambda[[\unit{\meter}]] = \dfrac{300}{f[[\unit{\mega\hertz}]]} = \dfrac{300}{\qty{145,3}{\mega\hertz}} \approx \qty{2,06}{\meter}$
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Genauso funktioniert es andersherum. Setzen wir die Wellenlänge von 2,06 m in die erste Formel ein, dann kommt die ursprüngliche Frequenz heraus:
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$f[[\text{MHz}]] = \dfrac{300}{\lambda[[\text{m}]]} = \dfrac{300}{2,06 \ \text{m}} \approx 145,3 \ \text{MHz}$
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$f[[\unit{\mega\hertz}]] = \dfrac{300}{\lambda[[\unit{\meter}]]} = \dfrac{300}{\qty{2,06}{\meter}} \approx \qty{145,3}{\mega\hertz}$
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[include:applet_lambda_und_f]
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Die gerundete Wellenlänge wird übrigens häufig verwendet, wenn man über Frequenzbereiche spricht. Man spricht dann von einem Frequenzband oder kurz Band, z. B. dem 2 m-Band. In der Tabelle [ref:n_funkwellen_baender] finden sich beispielsweise die drei Amateurfunkbänder, die von Funkamateuren aller Klassen genutzt werden dürfen.
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Die gerundete Wellenlänge wird übrigens häufig verwendet, wenn man über Frequenzbereiche spricht. Man spricht dann von einem Frequenzband oder kurz Band, z. B. dem $\qty{2}{\meter}$-Band. In der Tabelle [ref:n_funkwellen_baender] finden sich beispielsweise die drei Amateurfunkbänder, die von Funkamateuren aller Klassen genutzt werden dürfen.
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| l: Frequenz | l: Wellenlänge | X: Band |
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| 28-29,7 MHz | 10,7-10,1 m | 10 m-Band |
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| 144-146 MHz | 2,08-2,05 m | 2 m-Band |
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| 430-440 MHz | 70-68 cm | 70 cm-Band |
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| $\qtyrange{28}{29,7}{\mega\hertz}$ | $\qtyrange{10,7}{10,1}{\meter}$ | $\qty{10}{\meter}$-Band |
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| $\qtyrange{144}{146}{\mega\hertz}$ | $\qtyrange{2,08}{2,05}{\meter}$ | $\qty{2}{\meter}$-Band |
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| $\qtyrange{430}{440}{\mega\hertz}$ | $\qtyrange{70}{68}{\centi\meter}$ | $\qty{70}{\centi\meter}$-Band |
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[table:n_funkwellen_baender:Die drei Amateurfunkbänder, die für alle Klassen freigegeben sind]
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@@ -4,7 +4,7 @@ $f = \frac{c_0}{\lambda}$
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bzw. als zugeschnittene Größengleichung
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$f[[MHz]] = \frac{300}{\lambda[[m]]}$
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$f[[\unit{\mega\hertz}]] = \frac{300}{\lambda[[\unit{\meter}]]}$
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wahlweise nach der Frequenz oder der Wellenlänge umstellen können.
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@@ -12,9 +12,9 @@ In diesem Abschnitt betrachten wir praktische Anwendungen. Versuche zunächst im
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[question:EB314]
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Bei den ersten Fragen geht es darum, für eine gegebene Wellenlänge die Frequenz zu bestimmen. Bei der ersten Frage ist die Wellenlänge als $\qty{80}{\meter}$ angegeben. Das 80-m-Amateurfunkband geht von $\qtyrange{3,5}{3,8}{\mega\hertz}$. Die Antwortmöglichkeiten liegen alle in dem Bereich, sodass wir den Taschenrechner bemühen müssen:
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Bei den ersten Fragen geht es darum, für eine gegebene Wellenlänge die Frequenz zu bestimmen. Bei der ersten Frage ist die Wellenlänge als $\qty{80}{\meter}$ angegeben. Das $\qty{80}{\meter}$-Amateurfunkband geht von $\qtyrange{3,5}{3,8}{\mega\hertz}$. Die Antwortmöglichkeiten liegen alle in dem Bereich, sodass wir den Taschenrechner bemühen müssen:
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$f[[MHz]] = \frac{300}{80} = 3,75$
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$f[[\unit{\mega\hertz}]] = \frac{300}{80} = 3,75$
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@@ -26,34 +26,34 @@ Bei dieser Frage ist die Wellenlänge $\qty{30}{\milli\meter} = \qty{3}{\centi\m
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Achte beim Einsetzen von Werten in eine Formel stets darauf, die Grundeinheiten zu verwenden. Das bedeutet, dass Werte gegebenenfalls umgerechnet werden müssen – zum Beispiel von Millimetern in Meter.
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</attention>
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$f[[MHz]] = \frac{300}{0,03} = \frac{300 \cdot 100}{3} = 10.000$
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$f[[\unit{\mega\hertz}]] = \frac{300}{0,03} = \frac{300 \cdot 100}{3} = \num{10000}$
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Also ist $f=\qty{10}{\giga\hertz}$ die richtige Antwort, weil ja $\qty{1}{\giga\hertz} = 1000 {\mega\hertz}$ ist.
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[question:EB316]
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Sogar noch einfacher lässt sich die Frequenz finden, die einer Wellenlänge von $\qty{10}{cm}$ entspricht. $\qty{10}{\centi\meter} = \qty{0,1}{\meter}$. Also:
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Sogar noch einfacher lässt sich die Frequenz finden, die einer Wellenlänge von $\qty{10}{\centi\meter}$ entspricht. $\qty{10}{\centi\meter} = \qty{0,1}{\meter}$. Also:
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$f[[MHz]]=\frac{300}{0,1}=3000$
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$f[[\unit{\mega\hertz}]]=\frac{300}{0,1}=3000$
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Da $\qty{1}{\giga\hertz} = \qty{1000}{\mega\hertz}$ entspricht, heißt die Antwort: $\qty{3}{\giga\hertz}$.
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Für die nächsten Fragen stellen wir die Gleichung nach $\lambda$ um:
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$\lambda[[m]] = \frac{300}{f[[MHz]]}$
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$\lambda[[\unit{\meter}]] = \frac{300}{f[[\unit{\mega\hertz}]]}$
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[question:EB311]
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Diese Frage lässt sich wieder ganz ohne Rechnen lösen, wenn man die Frequenzzuweisungen für den Amateurfunk intus hat. Das 160-m-Band geht nämlich von $\qtyrange{1,8}{2}{\mega\hertz}$, da liegt $\qty{1,84}{\mega\hertz}$ drin - also kann die Antwort nur $\qty{163}{\meter}$ sein.
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Diese Frage lässt sich wieder ganz ohne Rechnen lösen, wenn man die Frequenzzuweisungen für den Amateurfunk intus hat. Das $\qty{160}{\meter}$-Band geht nämlich von $\qtyrange{1,8}{2}{\mega\hertz}$, da liegt $\qty{1,84}{\mega\hertz}$ drin - also kann die Antwort nur $\qty{163}{\meter}$ sein.
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[question:EB312]
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Nun wird die einer Frequenz von $\qty{21}{\mega\hertz}$ entsprechende Wellenlänge gesucht. Das 15-m-Band reicht von $\qtyrange{21}{21,45}{\mega\hertz}$ - da drängt sich die Antwort "$\qty{14,29}{\meter}$" als die richtige auf, wobei wir erkennen, dass das 15-m-Band eigentlich falsch benannt ist. 14-m-Band wäre eigentlich richtiger ...
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Nun wird die einer Frequenz von $\qty{21}{\mega\hertz}$ entsprechende Wellenlänge gesucht. Das $\qty{15}{\meter}$-Band reicht von $\qtyrange{21}{21,45}{\mega\hertz}$ - da drängt sich die Antwort "$\qty{14,29}{\meter}$" als die richtige auf, wobei wir erkennen, dass das $\qty{15}{\meter}$-Band eigentlich falsch benannt ist. $\qty{14}{\meter}$-Band wäre eigentlich richtiger ...
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Wir können zur Sicherheit ja mal rechnen (mit der zugeschnittenen Größengleichung):
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$\lambda[[m]] = \frac{300}{21}=14,29$
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$\lambda[[\unit{\meter}]] = \frac{300}{21}=14,29$
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[question:EB313]
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Ganz einfach wird es wieder bei der letzten Frage. Welche Wellenlänge entspricht einer Frequenz von $\qty{28,5}{\mega\hertz}$? Nun, das 10-m-Band erstreckt sich von $\qtyrange{28}{29,5}{\mega\hertz}$, folglich stimmt die Antwort "$\qty{10,5}{\meter}$". Die (falsche) Antwort $\qty{9,49}{\meter}$ liegt auch noch nah dran, aber die entsprechende Frequenz müsste ja oberhalb von $\qty{30}{\mega\hertz}$ liegen.
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Ganz einfach wird es wieder bei der letzten Frage. Welche Wellenlänge entspricht einer Frequenz von $\qty{28,5}{\mega\hertz}$? Nun, das $\qty{10}{\meter}$-Band erstreckt sich von $\qtyrange{28}{29,5}{\mega\hertz}$, folglich stimmt die Antwort "$\qty{10,5}{\meter}$". Die (falsche) Antwort $\qty{9,49}{\meter}$ liegt auch noch nah dran, aber die entsprechende Frequenz müsste ja oberhalb von $\qty{30}{\mega\hertz}$ liegen.
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@@ -12,7 +12,7 @@ Den elektrischen Widerstand haben wir bereits im Zusammenhang mit dem ohmschen G
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| l: Widerstand | X: Eigenschaft |
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| Drahtwiderstände | Hochlastwiderstände für niedrige Frequenzen |
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| Metallschichtwiderstände | Geringe Fertigungstoleranzen und Temperaturabhängigkeit, Präzisionswiderstände |
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| Metalloxidschichtwiderstände | Für Frequenzen oberhalb von 30 MHz |
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| Metalloxidschichtwiderstände | Für Frequenzen oberhalb von $\qty{30}{\mega\hertz}$ |
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[table:e_eigenschaften_widerstaende:Übersicht der Eigenschaften]
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</margin>
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@@ -25,7 +25,7 @@ Im Folgenden gehen wir auf diese Materialien genauer ein - eine Zusammenfassung
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Bei Kohleschichtwiderständen wird als Widerstandswerkstoff eine dünne Kohleschicht auf einen Träger aufgedampft. Kohleschichtwiderstände sind kostengünstig, weisen jedoch eine vergleichsweise große Fertigungstoleranz auf.
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Bei *Metalloxidschichtwiderständen* wird das Widerstandsmaterial in Form einer dünnen Schicht auf ein Trägermaterial aufgebracht. Diese Widerstandsart ist weitgehend induktionsarm und weist eine gute Temperaturstabilität auf, sodass sie sich besonders für den Einsatz bei höheren Frequenzen oberhalb von 30 MHz eignet.
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Bei *Metalloxidschichtwiderständen* wird das Widerstandsmaterial in Form einer dünnen Schicht auf ein Trägermaterial aufgebracht. Diese Widerstandsart ist weitgehend induktionsarm und weist eine gute Temperaturstabilität auf, sodass sie sich besonders für den Einsatz bei höheren Frequenzen oberhalb von $\qty{30}{\mega\hertz}$ eignet.
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%EC103 induktionsarm 30Mhz - >Metalloxid
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[question:EC103]
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@@ -12,7 +12,7 @@ Abbildung [ref:e_smd] zeigt einen SMD-Widerstand. Zur Kennzeichnung des Widersta
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[picture:1006:e_smd:SMD-Bauteil]
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In unserem Beispiel erhalten wir also: $11 \cdot 10^3$ also $\qty{11000}{\ohm}$ Ohm bzw.$\qty{11}{\kilo\ohm}$.
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In unserem Beispiel erhalten wir also: $11 \cdot 10^3$ also $\qty{11000}{\ohm}$ Ohm bzw. $\qty{11}{\kilo\ohm}$.
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[question:EC114]
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[question:EC115]
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@@ -1,17 +1,17 @@
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%TODO: Nach LaTeX umformatieren
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Im Kapitel zu den Widerstandsfarbcodes haben wir den Begriff der Toleranz bereits kurz kennengelernt. Die Toleranz eines Widerstands beschreibt, wie stark sein tatsächlicher Wert vom nominalen, also aufgedruckten, Wert abweichen darf. Sie wird üblicherweise in Prozent angegeben und legt den Bereich fest, innerhalb dessen der reale Widerstandswert liegen kann.
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Beispielsweise bedeutet eine Toleranz von ±5%, dass der tatsächliche Widerstandswert zwischen 95% und 105% des angegebenen Wertes liegen kann.
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Beispielsweise bedeutet eine Toleranz von $\qty{\pm 5}{\percent}$, dass der tatsächliche Widerstandswert zwischen $\qty{95}{\percent}$ und $\qty{105}{\percent}$ des angegebenen Wertes liegen kann.
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Angenommen, Du hast einen Widerstand mit einem nominalen Wert von 1000 Ohm (1 kΩ) und einer Toleranz von ±5%. Da 5% von 1000 Ohm genau 50 Ohm sind, kann der tatsächliche Widerstandswert also um ±50 Ohm abweichen. Der tatsächliche Widerstandswert dieses 1-kΩ-Widerstands mit 5%-Toleranz könnte also zwischen 950 Ohm und 1050 Ohm liegen.
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Angenommen, Du hast einen Widerstand mit einem nominalen Wert von $\qty{1000}{\ohm}$ ($\qty{1}{\kilo\ohm}$) und einer Toleranz von $\qty{\pm 5}{\percent}$. Da $\qty{5}{\percent}$ von $\qty{1000}{\ohm}$ Ohm genau $\qty{50}{\ohm}$ sind, kann der tatsächliche Widerstandswert also um $\qty{\pm 50}{\ohm}$ abweichen. Der tatsächliche Widerstandswert dieses $\qty{1}{\kilo\ohm}$-Widerstands mit $\qty{5}{\percent}$-Toleranz könnte also zwischen $\qty{950}{\ohm}$ und $\qty{1050}{\ohm}$ liegen.
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Die gebräuchlichsten Toleranzen bei Widerständen sind ±1%, ±2%, ±5% und ±10%. Widerstände mit geringerer Toleranz (z.B. ±1%) sind genauer, werden aber oft auch teurer. Toleranzen sind besonders wichtig, wenn Schaltungen hohe Präzision erfordern, wie bei Messgeräten oder empfindlichen Sensoren. In solchen Fällen werden häufig Widerstände mit kleiner Toleranz (±1% oder weniger) verwendet.
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Die gebräuchlichsten Toleranzen bei Widerständen sind $\qty{\pm 1}{\percent}$, $\qty{\pm 2}{\percent}$, $\qty{\pm 5}{\percent}$ und $\qty{\pm 10}{\percent}$. Widerstände mit geringerer Toleranz (z.B. $\qty{\pm 1}{\percent}$) sind genauer, werden aber oft auch teurer. Toleranzen sind besonders wichtig, wenn Schaltungen hohe Präzision erfordern, wie bei Messgeräten oder empfindlichen Sensoren. In solchen Fällen werden häufig Widerstände mit kleiner Toleranz ($\qty{\pm 1}{\percent}$ oder weniger) verwendet.
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%EC112
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%alles bereits bei widerstandsfarbcode beantwortet
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[question:EC112]
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Für die folgende Frage erinnern wir uns – oder schlagen es in der Formelsammlung nach, dass die Farbe Silber einer Toleranz von ±10 % entspricht.
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Für die folgende Frage erinnern wir uns – oder schlagen es in der Formelsammlung nach, dass die Farbe Silber einer Toleranz von $\qty{\pm 10}{\percent}$ entspricht.
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%EC113
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[question:EC113]
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@@ -1,4 +1,4 @@
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Wir haben nun den Widerstand und seine Einheit Ω (Ohm) kennengelernt. In der Praxis wird auf Widerständen allerdings meistens nicht der Zahlenwert aufgedruckt. Stattdessen werden Farbringe verwendet. Diese Farbringe kodieren den Wert des Widerstandes.
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Wir haben nun den Widerstand und seine Einheit $\unit{\ohm}$ (Ohm) kennengelernt. In der Praxis wird auf Widerständen allerdings meistens nicht der Zahlenwert aufgedruckt. Stattdessen werden Farbringe verwendet. Diese Farbringe kodieren den Wert des Widerstandes.
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[picture:665:n_widerstandsfarbcodes: Ein Widerstand mit 4 Farbringen]
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@@ -11,25 +11,25 @@ Die Abbildung [ref:n_widerstandsfarbcodes] zeigt einen Widerstand mit vier Farbr
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| X:Farbe | l:Wert | l:Multiplikator | l:Toleranz |
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| Silber | - | 0,01 | ±10% |
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| Gold | - | 0,1| ±5% |
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| Schwarz | 0 | 1 | - |
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| Braun | 1 | 10 | ±1% |
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| Rot | 2 | 100 | ±2% |
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| Orange| 3 | 1000 | - |
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| Gelb | 4 | 10000 | - |
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| Grün | 5 | 100000 | - |
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| Blau | 6 | 1000000 | ±0,25%|
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| Violett | 7 | 10000000 | ±0,1%|
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| Grau | 8 | 100000000 | - |
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| Weiß | 9 | 1000000000 | - |
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| Keine | - | - | ±20%|
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| Silber | - | $\num{0,01}$ | $\qty{\pm 10}{\percent}$ |
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| Gold | - | $\num{0,1}$ | $\qty{\pm 5}{\percent}$ |
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| Schwarz | 0 | $\num{1}$ | - |
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| Braun | 1 | $\num{10}$ | $\qty{\pm 1}{\percent}$ |
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| Rot | 2 | $\num{100}$ | $\qty{\pm 2}{\percent}$ |
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| Orange| 3 | $\num{1000}$ | - |
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| Gelb | 4 | $\num{10000}$ | - |
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| Grün | 5 | $\num{100000}$ | - |
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| Blau | 6 | $\num{1000000}$ | $\qty{\pm 0,25}{\percent}$ |
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| Violett | 7 | $\num{10000000}$ | $\qty{\pm 0,1}{\percent}$ |
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| Grau | 8 | $\num{100000000}$ | - |
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| Weiß | 9 | $\num{1000000000}$ | - |
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| Keine | - | - | $\qty{\pm 20}{\percent}$ |
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[table:n_widerstandsfarbcodes_tabelle:Widerstandsfarbcodes Tabelle]
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</webmargin>
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Der erste und der zweite Ring zusammen ergeben die Zahl 47. Wenn man diese Zahl mit dem Multiplikator multipliziert, kann man den Wert des Widerstandes berechnen:
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$ 47 \cdot 1000 \ Ω = 47000 \ Ω = 47 \ \text{kΩ} $
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$ 47 \cdot \qty{1000}{\ohm} = \qty{47000}{\ohm} = \qty{47}{\kilo\ohm} $
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@@ -37,7 +37,7 @@ Es bleibt noch ein vierter Farbring übrig. Dieser steht für die sogenannte Tol
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Weitere Details dazu folgen in der Klasse E.
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<indepth>
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*Vertiefung:* In unserem Beispiel ist der letzte Ring *silber*, was eine Toleranz von ±10% bedeutet. Der wahre Wert des Widerstandes kann 10% von 47 kΩ = 4,7 kΩ mehr oder weniger als der angegebene Wert sein. Er kann also zwischen 42,3 kΩ und 51,7 kΩ liegen.
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*Vertiefung:* In unserem Beispiel ist der letzte Ring *silber*, was eine Toleranz von $\qty{\pm 10}{\percent}$ bedeutet. Der wahre Wert des Widerstandes kann $\qty{10}{\percent} \cdot \qty{47}{\kilo\ohm} = \qty{4,7}{\kilo\ohm}$ mehr oder weniger als der angegebene Wert sein. Er kann also zwischen $\qty{42,3}{\kilo\ohm}$ und $\qty{51,7}{\kilo\ohm}$ liegen.
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</indepth>
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@@ -1,21 +1,21 @@
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Im Amateurfunk haben wir es häufig sowohl mit sehr großen als auch mit sehr kleinen Zahlen zu tun. Die Einheit der Frequenz – das Hertz (Hz) – sowie die typischen Vorsätze für große Zahlen wie *Kilo* (k), *Mega* (M) und *Giga* (G) sind uns bereits begegnet.
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Im Amateurfunk haben wir es häufig sowohl mit sehr großen als auch mit sehr kleinen Zahlen zu tun. Die Einheit der Frequenz – das Hertz ($\unit{\hertz}$) – sowie die typischen Vorsätze für große Zahlen wie *Kilo* ($\unit{\kilo}$), *Mega* ($\unit{\mega}$) und *Giga* ($\unit{\giga}$) sind uns bereits begegnet.
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Auch für kleine Zahlen gibt es solche Einheitenvorsätze. Bekannt ist zum Beispiel *Milli*, abgekürzt mit m. Ein Millimeter entspricht einem Tausendstel Meter, also 0,001 m. Die am meisten verwendeten Vorsätze für große und kleine Zahlen stehen in Tabelle [ref:e_einheitenvorzeichen].
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Auch für kleine Zahlen gibt es solche Einheitenvorsätze. Bekannt ist zum Beispiel *Milli*, abgekürzt mit $\unit{\milli}$. Ein Millimeter entspricht einem Tausendstel Meter, also $\qty{0,001}{\meter}$. Die am meisten verwendeten Vorsätze für große und kleine Zahlen stehen in Tabelle [ref:e_einheitenvorzeichen].
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| c: Vorsatz | c: Abkürzung | l: Wert |
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| Pico | p | 10<sup>-12</sup> = 0,000000000001 |
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| Nano | n | 10<sup>-9</sup> = 0,000000001 |
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| Mikro | µ | 10<sup>-6</sup> = 0,000001 |
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| Milli | m | 10<sup>-3</sup> = 0,001 |
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| | | 10<sup>0</sup> = 1 |
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| Kilo | k | 10<sup>3</sup> = 1000 |
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| Mega | M | 10<sup>6</sup> = 1000000 |
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| Giga | G | 10<sup>9</sup> = 1000000000 |
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| Pico | $\unit{\pico}$ | $10^{-12} = 0,000000000001$ |
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| Nano | $\unit{\nano}$ | $10^{-9} = 0,000000001$ |
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| Mikro | $\unit{\micro}$ | $10^{-6} = 0,000001$ |
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| Milli | $\unit{\milli}$ | $10^{-3} = 0,001$ |
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| | | $10^{0} = 1$ |
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| Kilo | $\unit{\kilo}$ | $10^{3} = 1000$ |
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| Mega | $\unit{\mega}$ | $10^{6} = 1000000$ |
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| Giga | $\unit{\giga}$ | $10^{9} = 1000000000$ |
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[table:e_einheitenvorzeichen:Einheitenvorsätze für Zehnerpotenzen]
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Neben den Einheiten Hertz und Meter, die wir bereits kennengelernt haben, gibt es noch viele weitere physikalische Einheiten, auf die wir im weiteren Verlauf des Kurses eingehen werden. Dazu gehören zum Beispiel die elektrische Spannung, gemessen in Volt (V), der elektrische Strom in Ampere (A), die Leistung in Watt (W), der elektrische Widerstand in Ohm (Ω) und weitere.
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Neben den Einheiten Hertz und Meter, die wir bereits kennengelernt haben, gibt es noch viele weitere physikalische Einheiten, auf die wir im weiteren Verlauf des Kurses eingehen werden. Dazu gehören zum Beispiel die elektrische Spannung, gemessen in Volt ($\unit{\volt}$), der elektrische Strom in Ampere ($\unit{\ampere}$), die Leistung in Watt ($\unit{\watt}$), der elektrische Widerstand in Ohm ($\unit{\ohm}$) und weitere.
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Um die folgenden Sachverhalte verstehen zu können, ist es noch nicht notwendig, diese Einheiten im Detail zu kennen. Wichtig ist zunächst nur, die Bedeutung und Anwendung der Einheitenvorsätze zu verstehen.
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@@ -23,21 +23,21 @@ Leider kann man diese gezeigten Einheitenvorsätze nicht direkt in jeden Taschen
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Schauen wir uns das zunächst am Beispiel des Vorsatzes Kilo an, der für $1000$ steht: Statt $1000$ kann man auch $10 \cdot 10 \cdot 10$ schreiben. Dafür gibt es die Abkürzung $10^3$ (gesprochen "10 hoch 3" oder "3. Potenz von 10"). Die Angaben 1500 Hz, 1,5 kHz und $1,5\cdot 10^3$ Hz stehen für den selben Wert.
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Schauen wir uns das zunächst am Beispiel des Vorsatzes Kilo an, der für $1000$ steht: Statt $1000$ kann man auch $10 \cdot 10 \cdot 10$ schreiben. Dafür gibt es die Abkürzung $10^3$ (gesprochen "10 hoch 3" oder "3. Potenz von 10"). Die Angaben $\qty{1500}{\hertz}$, $\qty{1,5}{\kilo\hertz}$ und $\qty{1,5e3}{\hertz}$ stehen für den selben Wert.
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<tip>
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Man kann es sich auch anders merken: Man multipliziert die Zahl so oft mit 10, wie die Hochzahl (der Exponent) angibt. Bei Zahlen ohne Komma hängt man einfach so viele Nullen an, wie im Exponent steht.
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</tip>
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Für eine Million muss man nicht drei, sondern sechs Exemplare der Zahl 10 miteinander multiplizieren. Also entspricht der Vorsatz Mega dem Wert $10^6$. Die Schreibweise $28 \cdot 10^6$ Hz bedeutet demnach dasselbe wie 28 MHz.
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Für eine Million muss man nicht drei, sondern sechs Exemplare der Zahl 10 miteinander multiplizieren. Also entspricht der Vorsatz Mega dem Wert $10^6$. Die Schreibweise $\qty{28e6}{\hertz}$ bedeutet demnach dasselbe wie $\qty{28}{\mega\hertz}$.
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Für kleine Zahlen funktioniert es ähnlich. Ein Tausendstel ist $\frac{1}{10}$ · $\frac{1}{10}$ · $\frac{1}{10}$. Das schreibt man als $10^{-3}$ ("zehn hoch minus drei"). Der Wert $3,5\cdot 10^{-3}$ V ist also nichts anderes als $3,5$ mV und $22 \cdot 10^{-6}$ V steht für $22$ µV. Die wichtigsten Zehnerpotenzen stehen wieder in Tabelle [ref:e_einheitenvorzeichen].
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Für kleine Zahlen funktioniert es ähnlich. Ein Tausendstel ist $\frac{1}{10} \cdot \frac{1}{10} \cdot \frac{1}{10}$. Das schreibt man als $10^{-3}$ ("zehn hoch minus drei"). Der Wert $\qty{3,5e-3}}{\volt}$ ist also nichts anderes als $\qty{3,5}{\milli\volt}$ und $\qty{22e-6}{\volt}$ steht für $\qty{22}{\micro\volt}$. Die wichtigsten Zehnerpotenzen stehen wieder in Tabelle [ref:e_einheitenvorzeichen].
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Technisch-wissenschaftliche Taschenrechner verfügen in der Regel über eine Taste für Potenzen, meist bezeichnet mit $x^y$. Manche Modelle bieten zusätzlich eine vereinfachte Eingabemöglichkeit für Zehnerpotenzen: eine Taste mit der Beschriftung *Exp*, *E* oder $\cdot 10^x$. Diese steht für "mal zehn hoch …" und erleichtert die Eingabe sehr großer oder sehr kleiner Zahlen.
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Beispiel: Um den Wert $3,5 \cdot 10^6$ einzugeben, drückt man: 3.5 → Exp → 6
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Beispiel: Um den Wert $\num{3,5e6}$ einzugeben, drückt man: 3.5 → Exp → 6
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<tip>
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Schau am besten in die Bedienungsanleitung deines Taschenrechners, um die genaue Tastenkombination zu finden.
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@@ -1,13 +1,13 @@
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Zeigerinstrumente haben im Amateurfunk auch heute noch ihre Bedeutung nicht verloren. Viele Messgeräte wie Multimeter oder SWR-Meter arbeiten weiterhin mit Zeigeranzeigen. Während bei digitalen Anzeigen oft die letzte Stelle hin- und herspringt, bleibt ein Zeiger stabil. Änderungen des Messwerts sind sofort erkennbar und oft intuitiv ables- und interpretierbar. Deshalb setzen auch viele digitale Funkgeräte oder SDR-Programme weiterhin auf animierte Zeigeranzeigen.
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Abbildung [ref:e_zeigerinstrument_strom] zeigt ein Analoges Multimeter mit Zeigeranzeige. Wie bei digitalen Messgeräten sollte man auch bei Zeigerinstrumenten jede Messung im höchsten Messbereich beginnen. Das ist hier besonders wichtig: Ist der Messbereich zu niedrig eingestellt – etwa auf 10 V, während tatsächlich 100 V anliegen – schlägt der Zeiger nach rechts aus, prallt an den Anschlag und kann das Messgerät so beschädigen. Nach der ersten Messung im hohen Bereich kann auf den kleinsten Bereich heruntergeschaltet, der den Wert noch darstellen kann. So ist ein Ablesen sehr genau möglich.
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Abbildung [ref:e_zeigerinstrument_strom] zeigt ein Analoges Multimeter mit Zeigeranzeige. Wie bei digitalen Messgeräten sollte man auch bei Zeigerinstrumenten jede Messung im höchsten Messbereich beginnen. Das ist hier besonders wichtig: Ist der Messbereich zu niedrig eingestellt – etwa auf $\qty{10}{\volt}$, während tatsächlich $\qty{100}{\volt}$ anliegen – schlägt der Zeiger nach rechts aus, prallt an den Anschlag und kann das Messgerät so beschädigen. Nach der ersten Messung im hohen Bereich kann auf den kleinsten Bereich heruntergeschaltet, der den Wert noch darstellen kann. So ist ein Ablesen sehr genau möglich.
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[photo:197:e_zeigerinstrument_strom:Hier ist der Messbereich 300 mA eingestellt. Das Gerät zeigt etwa 37 mA an.]
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[photo:197:e_zeigerinstrument_strom:Hier ist der Messbereich $\qty{300}{\milli\ampere}$ eingestellt. Das Gerät zeigt etwa $\qty{37}{\milli\ampere}$ an.]
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<tip>
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Bei schräger Blickrichtung scheint der Zeiger einen falschen Wert anzuzeigen. In Abbildung [ref:e_zeigerinstrument_parallaxenfehler] würde man statt 7 Volt nur etwas mehr als 6,9 Volt ablesen. Dieser Effekt heißt Parallaxenfehler.
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Bei schräger Blickrichtung scheint der Zeiger einen falschen Wert anzuzeigen. In Abbildung [ref:e_zeigerinstrument_parallaxenfehler] würde man statt $\qty{7}{\volt}$ nur etwas mehr als $\qty{6,9}{\volt}$ ablesen. Dieser Effekt heißt Parallaxenfehler.
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[photo:196:e_zeigerinstrument_parallaxenfehler:ungünstiger Blickwinkel auf eine Skala]
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@@ -8,7 +8,7 @@
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### Sampling – Das Kamerabeispiel
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* Eine Kamera nimmt z. B. 24 Bilder pro Sekunde auf
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* Eine Kamera nimmt z. B. $\num{24}$ Bilder pro Sekunde auf
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* Zwischen den Bildern können schnelle Bewegungen auftreten, die nicht erfasst werden
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* Wie bei der Kamera kann ein plötzliches Ereignis (z. B. eine Fliege) zwischen zwei Aufnahmen verloren gehen
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* Dadurch entsteht ein Verlust an zeitlicher Information
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@@ -37,8 +37,8 @@
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### Praktisches Beispiel: CD-Player
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* CD-Player arbeiten typischerweise mit 44,1 ksps (44.100 Samples pro Sekunde)
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* Daraus folgt: Frequenzen bis ca. 22 kHz können korrekt abgebildet werden
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* CD-Player arbeiten typischerweise mit $\qty{44,1}{\kilo\sps}$ ($\num{44100}$ Samples pro Sekunde)
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* Daraus folgt: Frequenzen bis ca. $\qty{22}{\kilo\hertz}$ können korrekt abgebildet werden
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* Dies entspricht dem HiFi-Frequenzbereich guter Stereoanlagen
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* Merke: Die Abtastfrequenz sollte stets knapp über dem Doppelten der maximal zu verarbeitenden Frequenz liegen
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@@ -4,11 +4,11 @@
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[picture:829:amateuerfunkbaender_2:Frequenzbereiche im Amateurfunk unter 300 MHz]
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[picture:829:amateuerfunkbaender_2:Frequenzbereiche im Amateurfunk unter $\qty{300}{\mega\hertz}$]
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[picture:830:amateuerfunkbaender_1:Frequenzbereiche im Amateurfunk über 300 MHz]
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[picture:830:amateuerfunkbaender_1:Frequenzbereiche im Amateurfunk über $\qty{300}{\mega\hertz}$]
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[question:VD709]
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@@ -48,5 +48,5 @@ Die Zeit ($t$) vom Beginn einer positiven Halbwelle bis zum Ende der darauf folg
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[question:NA213]
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<note>
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* 1 Periode = 1 Schwingung
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* 1 Schwingung pro Sekunde = 1 Hz
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* 1 Schwingung pro Sekunde = $\qty{1}{\hertz}$
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</note>
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@@ -41,7 +41,7 @@
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## Auflösung des A/D-Umsetzers
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* Anzahl der möglichen digital darstellbaren Stufen
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* Wird in Bit angegeben (z. B. 8 Bit = 256 Stufen, 16 Bit = 65.536 Stufen)
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* Wird in Bit angegeben (z. B. $\qty{8}{\bit} = \num{256}$ Stufen, $\qty{16}{\bit} = \num{65536}$ Stufen)
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* Häufig wird die Hälfte der Werte für den positiven und die andere Hälfte für den negativen Bereich verwendet
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@@ -1,7 +1,7 @@
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--- style="font-size: 0.7em;"
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## Dezibel einfach erklärt
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| l:Was | r:Leistung in mW |
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| l:Was | r:Leistung in $\unit{\milli\watt}$ |
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| effektive Leistung EME-Station | 100 000 000 |
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| Standard Transceiver | 100 000 |
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| Kleine Handfunke | 1 000 |
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@@ -9,14 +9,14 @@
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| Kopfhörersignal | 1 |
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| Lautes KW-Signal | 0,000 001 |
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| Leises KW-Signal (Antenneneingang RX) | 0,000 000 000 001 |
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[table:e_dezibel_leistungen_mw:Leistungen in mW]
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[table:e_dezibel_leistungen_mw:Leistungen in $\unit{\milli\watt}$]
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Wer mit diesen Zahlen umgeht, fängt automatisch an, die Nullen zu zählen.
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--- style="font-size: 0.7em;"
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Wir zählen die Nullen (und nennen das Ergebnis "Bel")
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| l:Was | r:Leistung in mW | r:Bel |
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| l:Was | r:Leistung in $\unit{\milli\watt}$ | r:Bel |
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| effektive Leistung EME-Station | 100 000 000 | 8 |
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| Standard Transceiver | 100 000 | 5 |
|
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| Kleine Handfunke | 1 000 | 3 |
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@@ -24,15 +24,15 @@ Wir zählen die Nullen (und nennen das Ergebnis "Bel")
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| Kopfhörersignal | 1 | 0 |
|
||||
| Lautes KW-Signal | 0,000 001 | -6 |
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||||
| Leises KW-Signal (Antenneneingang RX) | 0,000 000 000 001 | -12 |
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||||
[table:e_dezibel_leistungen_bel:Leistungen in mW und Bel]
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||||
[table:e_dezibel_leistungen_bel:Leistungen in $\unit{\milli\watt}$ und Bel]
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<note>
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||||
Nach Alexander Graham Bell
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</note>
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--- style="font-size: 0.7em;"
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dBm = Dezibel bezogen auf mW
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$\unit{\dBm}$ = Dezibel bezogen auf $\unit{\milli\watt}$
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| l:Was | r:Leistung in mW | r:Bel | r:dBm |
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| l:Was | r:Leistung in $\unit{\milli\watt}$ | r:Bel | r:$\unit{\dBm}$ |
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| effektive Leistung EME-Station | 100 000 000 | 8 | 80 |
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| Standard Transceiver | 100 000 | 5 | 50 |
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| Kleine Handfunke | 1 000 | 3 | 30 |
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@@ -40,7 +40,7 @@ dBm = Dezibel bezogen auf mW
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| Kopfhörersignal | 1 | 0 | 0 |
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||||
| Lautes KW-Signal | 0,000 001 | -6 | -60 |
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||||
| Leises KW-Signal (Antenneneingang RX) | 0,000 000 000 001 | -12 | -120 |
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[table:e_dezibel_leistungen_bel:Leistungen in mW und Bel]
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[table:e_dezibel_leistungen_bel:Leistungen in $\unit{\milli\watt}$ und Bel]
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<note>
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* Faktor 10
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@@ -50,45 +50,45 @@ dBm = Dezibel bezogen auf mW
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### Leistungsverstärkung
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*Empfänger*
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* Eingangssignal: 0,000 000 000 001 mW
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||||
* Ausgangssignal: 100 mW
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||||
* Benötigte Verstärkung: 100 000 000 000 000
|
||||
* Eingangssignal: $\qty{0,000000000001}{\milli\watt}$
|
||||
* Ausgangssignal: $\qty{100}{\milli\watt}$
|
||||
* Benötigte Verstärkung: $\num{100000000000000}$
|
||||
|
||||
*Sender*
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||||
* Frequenzerzeugende Stufe (Oszillator): 10 mW
|
||||
* Ausgangssignal: 100 000 mW
|
||||
* Benötigte Verstärkung: 10 000
|
||||
* Frequenzerzeugende Stufe (Oszillator): $\qty{10}{\milli\watt}$
|
||||
* Ausgangssignal: $\qty{100000}{\milli\watt}$
|
||||
* Benötigte Verstärkung: $\num{10000}$
|
||||
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||||
---
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||||
### Leistungsverstärkung mit dB
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||||
*Empfänger*
|
||||
* Eingangssignal: 0,000 000 000 001 mW = -120 dBm
|
||||
* Ausgangssignal: 100 mW = 20 dBm
|
||||
* Benötigte Verstärkung: 100 000 000 000 000 = 140 dB
|
||||
* Eingangssignal: $\qty{0,000000000001}{\milli\watt} = \qty{-120}{\dBm}$
|
||||
* Ausgangssignal: $\qty{100}{\milli\watt} = \qty{20}{\dBm}$
|
||||
* Benötigte Verstärkung: $\num{100000000000000} = \qty{140}{\dB}$
|
||||
|
||||
*Sender*
|
||||
* Frequenzerzeugende Stufe (Oszillator): 10 mW = 10 dBm
|
||||
* Ausgangssignal: 100 000 mW = 50 dBm
|
||||
* Benötigte Verstärkung: 10 000 = 40 dB
|
||||
* Frequenzerzeugende Stufe (Oszillator): $\qty{10}{\milli\watt} = \qty{10}{\dBm}$
|
||||
* Ausgangssignal: $\qty{100000}{\milli\watt} = \qty{50}{\dBm}$
|
||||
* Benötigte Verstärkung: $\num{10000} = \qty{40}{\dB}$
|
||||
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||||
<note>
|
||||
* Differenz ist die Verstärkung
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||||
* Verstärkung ist ein Faktor und nicht auf das mW bezogen, deshalb nur dB
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||||
* Verstärkung ist ein Faktor und nicht auf das $\unit{mW}$ bezogen, deshalb nur $\unit{\dB}$
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||||
</note>
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||||
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--- style="font-size: 0.7em;"
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||||
## Wichtige Leistungsfaktoren
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||||
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||||
| c:dB | c:≈ Leistungsfaktor |
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||||
| 0 | 1 |
|
||||
| 1,5 | $\sqrt{2} = 1,41$ |
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||||
| 2,15 | 1,64 |
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||||
| 3 | 2 |
|
||||
| 5 | $\sqrt{10} = 3,16$ |
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||||
| 6 | 4 |
|
||||
| 10 | 10 |
|
||||
| 20 | 100 |
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[table:e_dezibel_leistungsfaktoren:Wichtige Leistungsfaktoren in dB]
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||||
| c:$\unit{dB}$ | c:≈ Leistungsfaktor |
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||||
| $0$ | $1$ |
|
||||
| $1,5$ | $\sqrt{2} = 1,41$ |
|
||||
| $2,15$ | $1,64$ |
|
||||
| $3$ | $2$ |
|
||||
| $5$ | $\sqrt{10} = 3,16$ |
|
||||
| $6$ | $4$ |
|
||||
| $10$ | $10$ |
|
||||
| $20$ | $100$ |
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||||
[table:e_dezibel_leistungsfaktoren:Wichtige Leistungsfaktoren in $\unit{\dB}$]
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||||
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||||
<note>
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||||
* Erinnerung: 1,64 ist der Faktor zwischen Dipol und isotropen Kugelstrahler
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@@ -99,11 +99,11 @@ dBm = Dezibel bezogen auf mW
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||||
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||||
Ältere Modelle
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* Faktor-Wert → *log*-Taste → ×10 → dB
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||||
* dB-Wert → ÷10 → *10<sup>x</sup>*-Taste → Faktor
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||||
* $\unit{\dB}$-Wert → ÷10 → *10<sup>x</sup>*-Taste → Faktor
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||||
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||||
Neuere Modelle
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||||
* *log*-Taste → Faktor-Wert → *)*-Taste → ×10 → *=*-Taste → dB
|
||||
* *10<sup>x</sup>*-Taste → dB-Wert → ÷10 → *=*-Taste → Faktor
|
||||
* *10<sup>x</sup>*-Taste → $\unit{\dB}$-Wert → ÷10 → *=*-Taste → Faktor
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||||
|
||||
---
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||||
[question:EA107]
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||||
@@ -9,18 +9,18 @@
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||||
|
||||
Faktor 10
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||||
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||||
*Leistung bezogen auf 1 mW*
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||||
$p = 10\cdot \log_{10}\left(\frac{P}{1mW}\right)\textrm{dBm}$
|
||||
*Leistung bezogen auf $\qty{1}{\milli\watt}$*
|
||||
$p = 10\cdot \log_{10}\left(\frac{P}{\qty{1}{\milli\watt}}\right)\unit{\dBm}$
|
||||
<fragment>
|
||||
→ $0\textrm{dBm}$ liegt bei $P = 1mW$ vor
|
||||
→ $\qty{0}{\dBm}$ liegt bei $P = \qty{1}{\milli\watt}$ vor
|
||||
</fragment>
|
||||
|
||||
<fragment>
|
||||
*Leistung bezogen auf 1 W*
|
||||
$p = 10\cdot \log_{10}\left(\frac{P}{1W}\right)\textrm{dBW}$
|
||||
*Leistung bezogen auf \qty{1}{\watt}*
|
||||
$p = 10\cdot \log_{10}\left(\frac{P}{\qty{1}{\watt}}\right)\unit{\dBW}$
|
||||
</fragment>
|
||||
<fragment>
|
||||
→ $0\textrm{dBW}$ liegt bei $P = 1W$ vor
|
||||
→ $\qty{0}{\dBW}$ liegt bei $P = \qty{1}{\watt}$ vor
|
||||
</fragment>
|
||||
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||||
---
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||||
@@ -37,23 +37,23 @@ Nur einsetzen
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||||
|
||||
Faktor 20
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||||
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||||
$u = 20\cdot \log_{10}\left(\frac{U}{0,775V}\right)\textrm{dBu}$
|
||||
$u = 20\cdot \log_{10}\left(\frac{U}{\qty{0,775}{\volt}}\right)\unit{\dBu}$
|
||||
|
||||
<fragment>
|
||||
*Spannung bezogen auf 0,775 V*
|
||||
→ $0\textrm{dBu}$ liegt bei $U = 0,775V$ vor
|
||||
*Spannung bezogen auf $\qty{0,775}{\volt}$*
|
||||
→ $\qty{0}{\dBu}$ liegt bei $U = \qty{0,775}{\volt}$ vor
|
||||
</fragment>
|
||||
<fragment>
|
||||
*Spannung bezogen auf 1 V*
|
||||
→ $0\textrm{dBV}$ liegt bei $U = 1V$ vor
|
||||
*Spannung bezogen auf $\qty{1}{\volt}$*
|
||||
→ $\qty{0}{\dBV}$ liegt bei $U = \qty{1}{\volt}$ vor
|
||||
</fragment>
|
||||
<fragment>
|
||||
*Spannung bezogen auf 1 µV*
|
||||
→ $0\textrm{dBµV}$ liegt bei $U = 1µV$ vor
|
||||
*Spannung bezogen auf $\qty{1}{\micro\volt}$*
|
||||
→ $\qty{0}{\dBuV}$ liegt bei $U = \qty{1}{\micro\volt}$ vor
|
||||
</fragment>
|
||||
|
||||
<note>
|
||||
Details zur Berechnung des Faktor 20 sind im Online-Kurs. Kurzfassung: Im Spannungsverhältnis wird mit Quadraten gerchnet, was als Faktor vor den Logarithmus gezogen werde kann.
|
||||
Details zur Berechnung des Faktor 20 sind im Online-Kurs. Kurzfassung: Im Spannungsverhältnis wird mit Quadraten gerechnet, was als Faktor vor den Logarithmus gezogen werden kann.
|
||||
</note>
|
||||
---
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||||
[question:AA111]
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||||
@@ -64,11 +64,11 @@ Details zur Berechnung des Faktor 20 sind im Online-Kurs. Kurzfassung: Im Spannu
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||||
[question:AA108]
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||||
---
|
||||
### Lösungsweg
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||||
* gegeben: $p = 20\textrm{dBW}$
|
||||
* gegeben: $p = \qty{20}{\dBW}$
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||||
* gesucht: $P$
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||||
|
||||
<fragment>
|
||||
$\begin{split} p &= 10\cdot \log_{10}\left(\frac{P}{1W}\right)\textrm{dBW}\\ \Rightarrow P &= 10^{\frac{p}{10}} \cdot 1W = 10^{\frac{20\textrm{dBW}}{10}} \cdot 1W = 10^2W \end{split}$
|
||||
$\begin{split} p &= 10\cdot \log_{10}\left(\frac{P}{\qty{1}{\watt}}\right)\unit{\dBW}\\ \Rightarrow P &= 10^{\frac{p}{10}} \cdot \qty{1}{\watt} = 10^{\frac{\qty{20}{\dBW}}{10}} \cdot \qty{1}{\watt} = \qty{10^2}{\watt} \end{split}$
|
||||
</fragment>
|
||||
---
|
||||
[question:AA107]
|
||||
@@ -77,15 +77,15 @@ $\begin{split} p &= 10\cdot \log_{10}\left(\frac{P}{1W}\right)\textrm{dBW}\\ \Ri
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||||
---
|
||||
### Lösungsweg
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||||
|
||||
1W = 1000mW
|
||||
10 dB = Faktor 10
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||||
1000mW × 10 = 10000mW = 40dBm
|
||||
$\qty{1}{\watt} = \qty{1000}{\milli\watt}$
|
||||
$\qty{10}{\dB} = \text{Faktor 10}$
|
||||
$\qty{1000}{\milli\watt} \cdot 10 = \qty{10000}{\milli\watt} = \qty{40}{\dBm}$
|
||||
---
|
||||
[question:AA106]
|
||||
---
|
||||
## Lösungsweg
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||||
* 16dB = 10dB + 6dB = 10 × 4 = 40
|
||||
* 1W × 40 = 40W
|
||||
* $\qty{16}{\dB} = \qty{10}{\dB} + \qty{6}{\dB} = 10 \cdot 4 = 40$
|
||||
* $\qty{1}{\watt} \cdot 40 = \qty{40}{\watt}$
|
||||
|
||||
<note>
|
||||
Aus der Tabelle in der Formelsammlung
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||||
@@ -95,12 +95,12 @@ Aus der Tabelle in der Formelsammlung
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||||
[question:AA112]
|
||||
---
|
||||
### Lösungsweg
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||||
* gegeben: $u = 120\textrm{dBµV}/m$
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||||
* gegeben: $u = \qty{120}{\dBuV\per\meter}$
|
||||
* gesucht: $U$
|
||||
|
||||
<fragment>
|
||||
$\begin{split} u &= 20\cdot \log_{10}\left(\frac{U}{1\textrm{µV}}\right)\textrm{\textrm{dBµV}}\\ \Rightarrow U &= 10^{\frac{u}{20}} \cdot 1\textrm{µV} = 10^{\frac{120\textrm{dBµV}/m}{20}} \cdot 1\textrm{µV} = 1V/m \end{split}$
|
||||
$\begin{split} u &= 20\cdot \log_{10}\left(\frac{U}{\qty{1}{\micro\volt}}\right)\unit{\dBuV}\\ \Rightarrow U &= 10^{\frac{u}{20}} \cdot \qty{1}{\micro\volt} = 10^{\frac{\qty{120}{\dBuV\per\meter}}{20}} \cdot \qty{1}{\micro\volt} = \qty{1}{\volt\per\meter} \end{split}$
|
||||
</fragment>
|
||||
<fragment>
|
||||
In der Literatur ist oft zu finden: 120dBµV = 1V
|
||||
In der Literatur ist oft zu finden: $\qty{120}{\dBuV} = \qty{1}{\volt}$
|
||||
</fragment>
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||||
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||||
@@ -13,8 +13,8 @@
|
||||
### Auflösung und Spannungsbereich
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||||
* Die Anzahl der möglichen Stufen wird durch die Bit-Auflösung bestimmt
|
||||
* Beispiel: 4 Bit → 16 mögliche Stufen
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||||
* Ein D/A-Umsetzer arbeitet in einem festen Spannungsbereich (z. B. 0 bis 1 V)
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||||
* Beispiel: $\qty{4}{\bit}$ → $\num{16}$ mögliche Stufen
|
||||
* Ein D/A-Umsetzer arbeitet in einem festen Spannungsbereich (z. B. $\qty{0}{\volt}$ bis $\qty{1}{\volt}$)
|
||||
* Bei einem linear arbeitenden D/A-Umsetzer verteilt sich der Spannungsbereich gleichmäßig auf die Stufen
|
||||
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---
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||||
@@ -22,7 +22,7 @@
|
||||
### Schrittweite (Quantisierungsintervall)
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||||
* Die Schrittweite berechnet sich aus dem Spannungsbereich geteilt durch die Anzahl der Stufen
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||||
* Beispiel: Bei 16 Stufen und einem Bereich von 0 bis 1 V ergibt sich eine Schrittweite von ca. 6,25 mV
|
||||
* Beispiel: Bei $\num{16}$ Stufen und einem Bereich von $\qty{0}{\volt}$ bis $\qty{1}{\volt}$ ergibt sich eine Schrittweite von ca. $\qty{6,25}{\milli\volt}$
|
||||
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||||
---
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -13,11 +13,11 @@
|
||||
|
||||
---
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||||
<left>
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||||
* Hierbei wird das analoge Signal in festen Zeitintervallen abgetastet und in einem digitalen Wertebereich (z.B. von -128 bis +127) abgebildet.
|
||||
* Hierbei wird das analoge Signal in festen Zeitintervallen abgetastet und in einem digitalen Wertebereich (z.B. von $\num{-128}$ bis $\num{+127}$) abgebildet.
|
||||
* Die einzelnen gemessenen Signalwerte werden als Samples (Proben) bezeichnet.
|
||||
</left>
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||||
<right>
|
||||
[picture:411:e_digitale_signalverarbeitung:Einfache Darstellung einer Sinuswelle aus 16 Samples und 7 Werten]
|
||||
[picture:411:e_digitale_signalverarbeitung:Einfache Darstellung einer Sinuswelle aus $\num{16}$ Samples und $\num{7}$ Werten]
|
||||
</right>
|
||||
<note>
|
||||
* Mehr dazu in Klasse A
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+15
-15
@@ -2,20 +2,20 @@
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* Die Wechselspannung im Stromnetz schwingt 50 mal in der Sekunde
|
||||
* Die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde nennt man Frequenz
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||||
* Die Einheit ist Hertz mit der Abkürzung $\text{Hz}$
|
||||
* 1 Hz → 1 Schwingung pro Sekunde
|
||||
* Das Stromnetz hat eine Frequenz von $50\ \text{Hz}$
|
||||
* Die Einheit ist Hertz mit der Abkürzung $\unit{\hertz}$
|
||||
* $\qty{1}{\hertz}$ → 1 Schwingung pro Sekunde
|
||||
* Das Stromnetz hat eine Frequenz von $\qty{50}{\hertz}$
|
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||||
---
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||||
## Einheit Hertz
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* Misst die Frequenz
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* $1\ \text{Hz}$ →1 Schwingung pro Sekunde
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||||
* $\qty{1}{\hertz}$ →1 Schwingung pro Sekunde
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||||
* Benannt nach dem deutschen Physiker Heinrich Rudolf Hertz
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||||
* Erzeugte im Jahr 1886 als erster Mensch elektromagnetische Wellen und konnte sie nachweisen
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||||
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||||
<fragment>
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||||
$1 \ \text{Hz} = \dfrac{1}{\text{s}}$
|
||||
$$\qty{1}{\hertz} = \frac{1}{\unit{s}}$$
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||||
</fragment>
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||||
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||||
---
|
||||
@@ -28,17 +28,17 @@ $1 \ \text{Hz} = \dfrac{1}{\text{s}}$
|
||||
## Hohe Schwingungen
|
||||
|
||||
* Im Funk wird mit viel höheren Schwingungen gearbeitet
|
||||
* z.B. 144.000.000 Hz
|
||||
* Abkürzung: 144 MHz (Megahertz)
|
||||
* Einheitenvorzeichen "M" vor "Hz" gesetzt
|
||||
* z.B. $\qty{144000000}{\hertz}$
|
||||
* Abkürzung: $\qty{144}{\mega\hertz}$ (Megahertz)
|
||||
* Einheitenvorzeichen "$\unit{\mega}$" vor "$\unit{\hertz}$" gesetzt
|
||||
* Der Wert wird mit einer Million multipliziert
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
| l: Bezeichnung | r: Abkürzung | r: Wert |
|
||||
| 1 Kilohertz | 1 kHz | 1000 Hz |
|
||||
| 1 Megahertz | 1 MHz | 1000000 Hz |
|
||||
| 1 Gigahertz | 1 GHz | 1000000000 Hz |
|
||||
| 1 Kilohertz | $\qty{1}{\kilo\hertz}$ | $\qty{1000}{\hertz}$ |
|
||||
| 1 Megahertz | $\qty{1}{\mega\hertz}$ | $\qty{1000000}{\hertz}$ |
|
||||
| 1 Gigahertz | $\qty{1}{\giga\hertz}$ | $\qty{1000000000}{\hertz}$ |
|
||||
[table:n_frequenz_einheitenvorzeichen:Kurzschreibweise für große Frequenzen]
|
||||
|
||||
---
|
||||
@@ -50,9 +50,9 @@ $1 \ \text{Hz} = \dfrac{1}{\text{s}}$
|
||||
## Frequenzen Klasse N
|
||||
|
||||
In der Klasse N dürfen drei Frequenzbereiche verwendet werden
|
||||
* 28 MHz bis 29,7 MHz
|
||||
* 144 MHz bis 146 MHz
|
||||
* 430 MHz bis 440 MHz
|
||||
* $\qty{28}{\mega\hertz}$ bis $\qty{29,7}{\mega\hertz}$
|
||||
* $\qty{144}{\mega\hertz}$ bis $\qty{146}{\mega\hertz}$
|
||||
* $\qty{430}{\mega\hertz}$ bis $\qty{440}{\mega\hertz}$
|
||||
|
||||
<fragment>
|
||||
In der Klasse E und A kommen weitere Frequenzbereiche hinzu
|
||||
@@ -82,7 +82,7 @@ Lateinisch "oscillare": schaukeln
|
||||
## Frequenzmessung
|
||||
|
||||
<left>
|
||||
[photo:150:frequenz_frequenzzaehler:Frequenzzähler, der 29,6 MHz misst]
|
||||
[photo:150:frequenz_frequenzzaehler:Frequenzzähler, der $\qty{29,6}{\mega\hertz}$ misst]
|
||||
</left>
|
||||
<right>
|
||||
* Die genaue Sendefrequenz muss bekannt sein
|
||||
|
||||
@@ -2,27 +2,27 @@
|
||||
|
||||
<note>
|
||||
* Funkwellen nutzen nur ein Teil dieses Spektrums
|
||||
* Überlicherweise zwischen 30kHz und 300GHz
|
||||
* Überlicherweise zwischen $\qty{30}{\kilo\hertz}$ und $\qty{300}{\giga\hertz}$
|
||||
* Es werden Abkürzungen verwendet
|
||||
* Für Prüfung 3MHz-3GHz mit Bezeichnungen wichtig
|
||||
* Für Prüfung $\qty{3}{\mega\hertz}$-$\qty{3}{\giga\hertz}$ mit Bezeichnungen wichtig
|
||||
</note>
|
||||
|
||||
--- style="font-size: 0.5em;"
|
||||
| r | c | r | X | l |
|
||||
| 30 kHz | - | 300 kHz | Low Frequency | LF |
|
||||
| $\qty{30}{\kilo\hertz}$ | - | $\qty{300}{\kilo\hertz}$ | Low Frequency | LF |
|
||||
| | | | (Langwelle) | (LW) |
|
||||
| 300 kHz | - | 3000 kHz | Medium Frequency | MF |
|
||||
| $\qty{300}{\kilo\hertz}$ | - | $\qty{3000}{\kilo\hertz}$ | Medium Frequency | MF |
|
||||
| | | | (Mittelwelle) | (MW) |
|
||||
| 3 MHz | - | 30 MHz | *High Frequency* | *HF* |
|
||||
| $\qty{3}{\mega\hertz}$ | - | $\qty{30}{\mega\hertz}$ | *High Frequency* | *HF* |
|
||||
| | | | Short Wave | SW |
|
||||
| | | | (Kurzwelle) | (KW) |
|
||||
| 30 MHz | - | 300 MHz | *Very High Frequency* | *VHF* |
|
||||
| $\qty{30}{\mega\hertz}$ | - | $\qty{300}{\mega\hertz}$ | *Very High Frequency* | *VHF* |
|
||||
| | | | (Ultrakurzwelle) | (UKW) |
|
||||
| 300 MHz | - | 3000 MHz | *Ultra High Frequency* | *UHF* |
|
||||
| $\qty{300}{\mega\hertz}$ | - | $\qty{3000}{\mega\hertz}$ | *Ultra High Frequency* | *UHF* |
|
||||
| | | | (Dezimeterwelle) | |
|
||||
| 3 GHz | - | 30 GHz | Super High Frequency | SHF |
|
||||
| 30 GHz | - | 300 GHz | Extemely High Frequency | EHF |
|
||||
[table:n_frequenzspektrum_bereiche:Die Frequenzbereiche von 30 kHz bis 300 GHz und ihre üblichen Bezeichnungen.]
|
||||
| $\qty{3}{\giga\hertz}$ | - | $\qty{30}{\giga\hertz}$ | Super High Frequency | SHF |
|
||||
| $\qty{30}{\giga\hertz}$ | - | $\qty{300}{\giga\hertz}$ | Extemely High Frequency | EHF |
|
||||
[table:n_frequenzspektrum_bereiche:Die Frequenzbereiche von $\qty{30}{\kilo\hertz}$ bis $\qty{300}{\giga\hertz}$ und ihre üblichen Bezeichnungen.]
|
||||
---
|
||||
[question:BC104]
|
||||
---
|
||||
|
||||
@@ -11,8 +11,8 @@
|
||||
|
||||
## Gefährliche Spannung
|
||||
|
||||
* Wechselspannung (AC) über 50 V
|
||||
* Gleichspannung (DC) über 120 V
|
||||
* Wechselspannung (AC) über $\qty{50}{\volt}$
|
||||
* Gleichspannung (DC) über $\qty{120}{\volt}$
|
||||
* Darunter kommt es zu keinen lebensbedrohlichen Beeinträchtigungen des menschlichen Körpers
|
||||
|
||||
<note>
|
||||
@@ -32,7 +32,7 @@
|
||||
<left>
|
||||
* Abhängig von Stromstärke und Dauer des Stromflusses
|
||||
* Weg durch den Körper
|
||||
* Ab 30 mA lebensgefährliche Schäden
|
||||
* Ab $\qty{30}{\milli\ampere}$ lebensgefährliche Schäden
|
||||
</left>
|
||||
<right>
|
||||
[picture:681:n_fehlerstrom:Stromschlag / Körperdurchströmung]
|
||||
|
||||
@@ -45,7 +45,7 @@ Außer, man bekommt "einen gewischt".
|
||||
* Spannungsquellen, bei denen die Pole ständig zwischen positiver und negativer Spannung schwingen, erzeugen Wechselspannung
|
||||
|
||||
<fragment>
|
||||
Die elektrische Spannung wird in der Einheit $\text{Volt}$ mit der Abkürzung $V$ gemessen.
|
||||
Die elektrische Spannung wird in der Einheit Volt mit der Abkürzung $\unit{V}$ gemessen.
|
||||
</fragment>
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
@@ -1,4 +1,4 @@
|
||||
[photo:102:n_iaru_bandplan_2m:IARU-Bandplan 2 m]
|
||||
[photo:102:n_iaru_bandplan_2m:IARU-Bandplan $\qty{2}{\meter}$]
|
||||
|
||||
<note>
|
||||
* Aufteilung des Bandes in verschiedene Frequenzsegmente
|
||||
|
||||
@@ -1,4 +1,4 @@
|
||||
[photo:103:n_iaru_bandplan_70cm:IARU-Bandplan 70 cm]
|
||||
[photo:103:n_iaru_bandplan_70cm:IARU-Bandplan $\qty{70}{\centi\meter}$]
|
||||
|
||||
<note>
|
||||
* Die Fragen dazu lassen sich gleichartig beantworten
|
||||
|
||||
@@ -1,7 +1,7 @@
|
||||
## QAM und I/Q-Verfahren
|
||||
|
||||
* Digitale Modulationstechnik, die zwei Träger derselben Frequenz verwendet
|
||||
* Einer der Träger ist um 90° phasenverschoben
|
||||
* Einer der Träger ist um $\qty{90}{\degree}$ phasenverschoben
|
||||
* Erzeugt ein Signal, das sich in Amplitude und Phase ändert
|
||||
|
||||
---
|
||||
@@ -11,7 +11,7 @@
|
||||
<left>
|
||||
* Zwei Träger:
|
||||
* Einer wird mit dem I-Signal (In-Phase) moduliert
|
||||
* Der andere, um 90° verschoben, mit dem Q-Signal (Quadrature)
|
||||
* Der andere, um $\qty{90}{\degree}$ verschoben, mit dem Q-Signal (Quadrature)
|
||||
</left>
|
||||
<right>
|
||||
* Beide modulierten Träger werden überlagert
|
||||
@@ -42,8 +42,8 @@
|
||||
|
||||
### I/Q-Verfahren – Empfängerseite
|
||||
|
||||
* Das empfangene Signal wird mit einem 0°-Träger gemischt, um das I-Signal zu extrahieren
|
||||
* Gleichzeitig erfolgt eine Mischung mit einem um 90° phasenverschobenen Träger, um das Q-Signal zu erhalten
|
||||
* Das empfangene Signal wird mit einem $\qty{0}{\degree}$-Träger gemischt, um das I-Signal zu extrahieren
|
||||
* Gleichzeitig erfolgt eine Mischung mit einem um $\qty{90}{\degree}$ phasenverschobenen Träger, um das Q-Signal zu erhalten
|
||||
* Beide Signale werden A/D-umgesetzt und bilden so den digitalen I/Q-Datenstrom
|
||||
|
||||
---
|
||||
@@ -56,9 +56,9 @@
|
||||
|
||||
* Der I/Q-Datenstrom bildet den Frequenzbereich um eine Mittenfrequenz ab
|
||||
* Beispiel:
|
||||
* 435 MHz-Träger
|
||||
* Abtastrate von 10 Mio. Samples/s → Bandbreite = 10 MHz (±5 MHz um die Mittenfrequenz)
|
||||
* Abgedeckter Bereich: ca. 430 bis 440 MHz
|
||||
* $\qty{435}{\mega\hertz}$-Träger
|
||||
* Abtastrate von $\num{10}$ Mio. Samples/s → Bandbreite = $\qty{10}{\mega\hertz}$ ($\pm\qty{5}{\mega\hertz}$ um die Mittenfrequenz)
|
||||
* Abgedeckter Bereich: ca. $\qty{430}{\mega\hertz}$ bis $\qty{440}{\mega\hertz}$
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
@@ -68,7 +68,7 @@
|
||||
|
||||
### Abhängigkeit der Bandbreite von der Abtastrate
|
||||
|
||||
* Die abgedeckte Bandbreite in Hz entspricht der Abtastrate in Samples pro Sekunde
|
||||
* Die abgedeckte Bandbreite in $\unit{\hertz}$ entspricht der Abtastrate in Samples pro Sekunde
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -12,7 +12,7 @@ in Amperesekunde (As)
|
||||
Leistung über Zeit
|
||||
|
||||
$W = P\cdot t$
|
||||
in Joule (J) auf Sekunde bezogen oder Wattstunden (Wh)
|
||||
in Joule ($\unit{\joule}$) auf Sekunde bezogen oder Wattstunden ($\unit{\watt\hour}$)
|
||||
|
||||
---
|
||||
[question:AA103]
|
||||
@@ -20,24 +20,24 @@ in Joule (J) auf Sekunde bezogen oder Wattstunden (Wh)
|
||||
[question:AB502]
|
||||
---
|
||||
### Lösungweg
|
||||
* gegeben: $U = 230V$
|
||||
* gegeben: $I = 0,63A$
|
||||
* gegeben: $t = 7h$
|
||||
* gegeben: $U = \qty{230}{\volt}$
|
||||
* gegeben: $I = \qty{0,63}{\ampere}$
|
||||
* gegeben: $t = \qty{7}{\hour}$
|
||||
* gesucht: $W$
|
||||
|
||||
<fragment>
|
||||
$$W = P\cdot t = U\cdot I\cdot t = 230V\cdot 0,63A\cdot 7h = 1,01kWh$$
|
||||
$$W = P\cdot t = U\cdot I\cdot t = \qty{230}{\volt} \cdot \qty{0,63}{\ampere} \cdot \qty{7}{\hour} = \qty{1,01}{\kilo\watt\hour}$$
|
||||
</fragment>
|
||||
|
||||
---
|
||||
[question:AB503]
|
||||
---
|
||||
### Lösungsweg
|
||||
* gegeben: $U = 10V$
|
||||
* gegeben: $R = 100\Omega$
|
||||
* gegeben: $t = 1h$
|
||||
* gegeben: $U = \qty{10}{\volt}$
|
||||
* gegeben: $R = \qty{100}{\ohm}$
|
||||
* gegeben: $t = \qty{1}{\hour}$
|
||||
* gesucht: $W$
|
||||
|
||||
<fragment>
|
||||
$\begin{split} W = P\cdot t = \frac{U^2}{R} \cdot t = \frac{(10V)^2}{100\Omega}\cdot 1h &= 1Wh \cdot 3600\frac{s}{h}\\ &= 3600J\end{split}$
|
||||
</fragment>
|
||||
$\begin{split} W = P\cdot t = \frac{U^2}{R} \cdot t = \frac{(\qty{10}{\volt})^2}{\qty{100}{\ohm}} \cdot \qty{1}{\hour} &= \qty{1}{\watt\hour} \cdot \qty{3600}{\second\per\hour}\\ &= \qty{3600}{\joule}\end{split}$
|
||||
</fragment>
|
||||
|
||||
@@ -1,5 +1,5 @@
|
||||
* Elektrische Geräte haben eine Leistungsaufnahme angegeben
|
||||
* Beispiele: LED-Leuchtmittel 7 W, Staubsauger 425 W
|
||||
* Beispiele: LED-Leuchtmittel $\qty{7}{\watt}$, Staubsauger $\qty{425}{\watt}$
|
||||
* An jedem Widerstand wird elektrische Leistung umgesetzt
|
||||
* Strom fließt durch einen Widerstand → Umwandlung von elektrischer Energie in thermische Energie
|
||||
* Je größer der Strom, desto mehr Wärme
|
||||
|
||||
@@ -16,7 +16,7 @@ $R = \frac{\rho\cdot l}{A_{\textrm{Dr}}}$
|
||||
|
||||
* $l$: Drahtlänge
|
||||
* $A_{\textrm{Dr}}$: Drahtquerschnitt
|
||||
* $\rho$: Spezifischer Widerstand in Ωmm<sup>2</sup>/m
|
||||
* $\rho$: Spezifischer Widerstand in $\unit{\ohm\cdot\milli\meter\squared\per\meter}$
|
||||
</left>
|
||||
<right>
|
||||
<fragment>
|
||||
@@ -37,28 +37,28 @@ Damit lässt sich der ohmsche Widerstand eines Drahtes bei bekanntem Material, L
|
||||
[question:AB101]
|
||||
--- style="font-size: smaller;"
|
||||
### Lösungsweg
|
||||
* gegeben: $l = 1,8m$
|
||||
* gegeben: $d = 0,2mm$
|
||||
* gegeben: $\rho = 0,018 \frac{\Omega mm^2}{m}$
|
||||
* gegeben: $l = \qty{1,8}{\meter}$
|
||||
* gegeben: $d = \qty{0,2}{\milli\meter}$
|
||||
* gegeben: $\rho = \qty{0,018}{\ohm\cdot\milli\meter\squared\per\meter}$
|
||||
* gesucht: $R$
|
||||
|
||||
<fragment>
|
||||
$$A_{\textrm{Dr}} = \frac{d^2\cdot \pi}{4} = \frac{(0,2mm)^2 \cdot \pi}{4} = \frac{\pi}{100}mm^2 = 0,0314mm^2$$
|
||||
$$A_{\textrm{Dr}} = \frac{d^2\cdot \pi}{4} = \frac{(\qty{0,2}{\milli\meter})^2 \cdot \pi}{4} = \qty{\frac{\pi}{100}}{\milli\meter\squared} = \qty{0,0314}{\milli\meter\squared}$$
|
||||
</fragment>
|
||||
<fragment>
|
||||
$$R = \frac{\rho\cdot l}{A_{\textrm{Dr}}} = \frac{0,018 \frac{\Omega mm^2}{m} \cdot 1,8m}{0,0314mm^2} \approx 1,02\Omega$$
|
||||
$$R = \frac{\rho\cdot l}{A_{\textrm{Dr}}} = \frac{\qty{0,018}{\ohm\cdot\milli\meter\squared\per\meter} \cdot \qty{1,8}{\meter}}{\qty{0,0314}{\milli\meter\squared}} \approx \qty{1,02}{\ohm}$$
|
||||
</fragment>
|
||||
---
|
||||
[question:AB102]
|
||||
---
|
||||
### Lösungsweg
|
||||
* gegeben: $A_{\textrm{Dr}} = 0,5mm^2$
|
||||
* gegeben: $R = 1,5\Omega$
|
||||
* gegeben: $\rho = 0,018 \frac{\Omega mm^2}{m}$
|
||||
* gegeben: $A_{\textrm{Dr}} = \qty{0,5}{\milli\meter\squared}$
|
||||
* gegeben: $R = \qty{1,5}{\ohm}$
|
||||
* gegeben: $\rho = \qty{0,018}{\ohm\cdot\milli\meter\squared\per\meter}$
|
||||
* gesucht: $l$
|
||||
|
||||
<fragment>
|
||||
$\begin{split} R &= \frac{\rho\cdot l}{A_{\textrm{Dr}}}\\ \Rightarrow l &= \frac{R\cdot A_{\textrm{Dr}}}{\rho} = \frac{1,5\Omega \cdot 0,5mm^2}{0,018 \frac{\Omega mm^2}{m}} \approx 41,7m \end{split}$
|
||||
$\begin{split} R &= \frac{\rho\cdot l}{A_{\textrm{Dr}}}\\ \Rightarrow l &= \frac{R\cdot A_{\textrm{Dr}}}{\rho} = \frac{\qty{1,5}{\ohm} \cdot \qty{0,5}{\milli\meter\squared}}{\qty{0,018}{\ohm\cdot\milli\meter\squared\per\meter}} \approx \qty{41,7}{\meter} \end{split}$
|
||||
</fragment>
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
@@ -1,7 +1,7 @@
|
||||
Kurze Wiederholung:
|
||||
* Elektrische Ladungen werden in Spannungesquellen getrennt, wodurch elektrische Spannung entsteht. Buchstabe $U$, Einheit Volt (V).
|
||||
* Elektrische Spannung sorgt für elektrischen Stromfluss in geschlossenem Stromkreis. Buchstabe $I$, Einheit Ampere (A).
|
||||
* Verbraucher üben in einem Stromkreis einen Widerstand aus und bremsen den Stromfluß. Buchstabe $R$, Einheit Ohm (Ω).
|
||||
* Elektrische Ladungen werden in Spannungesquellen getrennt, wodurch elektrische Spannung entsteht. Buchstabe $U$, Einheit Volt ($\unit{\volt}$).
|
||||
* Elektrische Spannung sorgt für elektrischen Stromfluss in geschlossenem Stromkreis. Buchstabe $I$, Einheit Ampere ($\unit{\ampere}$).
|
||||
* Verbraucher üben in einem Stromkreis einen Widerstand aus und bremsen den Stromfluß. Buchstabe $R$, Einheit Ohm ($\unit{\ohm}$).
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
@@ -15,17 +15,17 @@ Kurze Wiederholung:
|
||||
[picture:664:n_ohmsches_gesetz_stromkreis_mit_batterie:Stromkreis mit Batterie]
|
||||
</left>
|
||||
<right>
|
||||
* Spannung 10 V
|
||||
* Strom 1 mA
|
||||
* Spannung $\qty{10}{\volt}$
|
||||
* Strom $\qty{1}{\milli\ampere}$
|
||||
</right>
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
* Bei 20 V erhöht sich der Strom auf 2 mA
|
||||
* Bei 5 V verringert sich der Strom auf 0,5 mA
|
||||
* Bei $\qty{20}{\volt}$ erhöht sich der Strom auf $\qty{2}{\milli\ampere}$
|
||||
* Bei $\qty{5}{\volt}$ verringert sich der Strom auf $\qty{0,5}{\milli\ampere}$
|
||||
|
||||
<fragment>
|
||||
$\dfrac{U}{I} = \dfrac{10 \ \text{V}}{0,001 \ \text{A}} = \dfrac{20 \ \text{V}}{0,002 \ \text{A}} = \dfrac{5 \ \text{V}}{0,0005 \ \text{A}} = 10000 \frac{\text{V}}{\text{A}}$
|
||||
$\dfrac{U}{I} = \dfrac{\qty{10}{\volt}}{\qty{0,001}{\ampere}} = \dfrac{\qty{20}{\volt}}{\qty{0,002}{\ampere}} = \dfrac{\qty{5}{\volt}}{\qty{0,0005}{\ampere}} = \qty{10000}{\frac{\volt}{\ampere}}$
|
||||
</fragment>
|
||||
<fragment>
|
||||
Proportionalität: $I$ ist proportional zu $U$ mit *Proportionalitätsfaktor* 10000
|
||||
@@ -39,8 +39,8 @@ Der *Proportionalitätsfaktor* ist das zahlenmäßige Verhältnis zweier Größe
|
||||
## Widerstand
|
||||
|
||||
* Der Proportionalitätsfaktor von 10000 aus dem Beispiel ist der Widerstand $R$
|
||||
* Einheit: $1 \ Ω = 1 \frac{\text{V}}{\text{A}}$
|
||||
* Der Widerstand aus dem Beispiel beträgt 10000 Ω oder 10 kΩ
|
||||
* Einheit: $\qty{1}{\ohm} = \qty{1}{\frac{\volt}{\ampere}}$
|
||||
* Der Widerstand aus dem Beispiel beträgt $\qty{10000}{\ohm}$ oder $\qty{10}{\kilo\ohm}$
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -31,7 +31,7 @@ $T = \dfrac{1}{f} \Rightarrow f = \dfrac{1}{T}$
|
||||
<left>
|
||||
* Kästchen einer ganzen Periode im Nulldurchgang zählen
|
||||
* Mit der Zeiteinheit multiplizieren
|
||||
* Bei 8 Kästchen und 2 ms pro Kästchen → 8 × 2 ms = 16 ms
|
||||
* Bei 8 Kästchen und $\qty{2}{\milli\second}$ pro Kästchen → $8 \cdot \qty{2}{\milli\second} = \qty{16}{\milli\second}$
|
||||
</left>
|
||||
<right>
|
||||
[picture:36:e_sinuswelle_oszilloskop:Eine Sinuswelle auf dem Bildschirm eine Oszilloskops]
|
||||
@@ -56,9 +56,9 @@ Erst Periodendauer ermitteln, dann Frequenz ausrechnen
|
||||
### Lösungsweg
|
||||
|
||||
Eine Periode ist 4 Kästchen lang
|
||||
$T = 4\cdot 5ms = 20ms$
|
||||
$f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{20\cdot10^{-3}s} = $
|
||||
$0,05\frac{1}{10^{-3}s} = 0,05\cdot10^3Hz = 0,05kHz = 50Hz$
|
||||
$T = 4 \cdot \qty{5}{\milli\second} = \qty{20}{\milli\second}$
|
||||
$f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{\qty{20e-3}{\second}} = $
|
||||
$0,05 \cdot \frac{1}{\qty{10^{-3}}{\second}} = 0,05 \cdot \qty{10^3}{\hertz} = \qty{0,05}{\kilo\hertz} = \qty{50}{\hertz}$
|
||||
---
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||||
[question:EI302]
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@@ -70,9 +70,9 @@ $0,05\frac{1}{10^{-3}s} = 0,05\cdot10^3Hz = 0,05kHz = 50Hz$
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### Lösungsweg
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Eine Periode ist 4 Kästchen lang
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$T = 4\cdot 3\mu s = 12\mu s$
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$f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{12\cdot10^{-6}s} = $
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||||
$0,0833\frac{1}{10^{-6}s} = 0,0833\cdot10^6Hz = 0,0833MHz = 83,3kHz$
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||||
$T = 4 \cdot \qty{3}{\micro\second} = \qty{12}{\micro\second}$
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$f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{\qty{12e-6}{\second}} = $
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||||
$0,0833 \cdot \frac{1}{\qty{10^{-6}}{\second}} = 0,0833 \cdot \qty{10^6}{\hertz} = \qty{0,0833}{\mega\hertz} = \qty{83,3}{\kilo\hertz}$
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[question:EB411]
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---
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@@ -58,18 +58,18 @@ Definition: Die Pulsbreite liegt bei 50% des Spitzenwerts
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* gesucht: $P_{\textrm{PEP}}$
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<fragment>
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$\begin{split} P_{\textrm{PEP}} &= \frac{U_{\textrm{eff}}^2}{R} = \frac{(\frac{100V}{\sqrt{2}})^2}{50\Omega}\\ &=\frac{\frac{(100V)^2}{2}}{50\Omega} = \frac{5000V^2}{50\Omega} = 100W \end{split}$
|
||||
$\begin{split} P_{\textrm{PEP}} &= \frac{U_{\textrm{eff}}^2}{R} = \frac{\left(\frac{\qty{100}{\volt}}{\sqrt{2}}\right)^2}{\qty{50}{\ohm}}\\ &=\frac{\frac{(\qty{100}{\volt})^2}{2}}{\qty{50}{\ohm}} = \frac{\qty{5000}{\volt}^2}{\qty{50}{\ohm}} = \qty{100}{\watt} \end{split}$
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</fragment>
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[question:AI306]
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### Lösungsweg
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* gegeben: $R=50\Omega$
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* gegeben: (aus Darstellung mit 10:1-Tastkopf) $\hat{U} = 6V\cdot 10$
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||||
* gegeben: $R=\qty{50}{\ohm}$
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||||
* gegeben: (aus Darstellung mit 10:1-Tastkopf) $\hat{U} = \qty{6}{\volt}\cdot 10$
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||||
* gesucht: $P_{\textrm{PEP}}$
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||||
|
||||
<fragment>
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||||
$\begin{split} P_{\textrm{PEP}} &= \frac{U_{\textrm{eff}}^2}{R} = \frac{(\frac{6V\cdot 10}{\sqrt{2}})^2}{50\Omega}\\ &=\frac{\frac{(60V)^2}{2}}{50\Omega} = 36W \end{split}$
|
||||
$\begin{split} P_{\textrm{PEP}} &= \frac{U_{\textrm{eff}}^2}{R} = \frac{\left(\frac{\qty{6}{\volt}\cdot 10}{\sqrt{2}}\right)^2}{\qty{50}{\ohm}}\\ &=\frac{\frac{(\qty{60}{\volt})^2}{2}}{\qty{50}{\ohm}} = \qty{36}{\watt} \end{split}$
|
||||
</fragment>
|
||||
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---
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@@ -16,7 +16,7 @@ Der Status ist in Spalte 3 der Anlage 1der AFuV mit P und S gekennzeichnet
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## Seefunkdienst
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* Das 80m-Band ist dem Amateurfunk primär zugeordnet
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||||
* Das $\qty{80}{\meter}$-Band ist dem Amateurfunk primär zugeordnet
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* Küstenfunkstellen des Seefunkdienstes haben dennoch Vorrang
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||||
* Grund: Feste Frequenz zugeteilt
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@@ -30,7 +30,7 @@ Der Status ist in Spalte 3 der Anlage 1der AFuV mit P und S gekennzeichnet
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||||
## ISM-Bereich
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* "Industrial, Scientific and Medical Band"
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||||
* Teilbereich des 70cm-Amateurfunkbandes
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||||
* Teilbereich des $\qty{70}{\centi\meter}$-Amateurfunkbandes
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||||
* Viele Haushaltsgeräte nutzen dieses: Garagentoröffner, Funkwetterstationen, Autoschlüssel, Wegfahrsperren, Reifendrucksensoren, …
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||||
* Störungen im Amateurfunk müssen trotz primärer Zuweisung hingenommen werden
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@@ -11,7 +11,7 @@
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||||
* Geschwindigkeit, mit der ein A/D-Umsetzer Abtastungen vornimmt
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* Definiert als Anzahl der Samples pro Zeiteinheit (z. B. pro Sekunde)
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||||
* Einheit: Samples/s (z. B. 44,100 Samples/s bei CDs, oft als 44,1 ksps angegeben)
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||||
* Einheit: Samples/s (z. B. $\qty{44100}{\text{Samples}\per\second}$ bei CDs, oft als $\qty{44,1}{\kilo\sps}$ angegeben)
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@@ -14,7 +14,7 @@
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## Wertkontinuität vs. Wertdiskretheit
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* Analoge Signale können beliebige Spannungswerte annehmen – sie sind wertkontinuierlich
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||||
* Bei der Digitalisierung gibt es nur begrenzte Abstufungen (z. B. -128 bis +127) – Samples sind wertdiskret
|
||||
* Bei der Digitalisierung gibt es nur begrenzte Abstufungen (z. B. $\num{-128}$ bis $\num{+127}$) – Samples sind wertdiskret
|
||||
* Zwischen zwei Spannungsstufen muss der A/D-Umsetzer eine Entscheidung treffen (Quantisierung)
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@@ -22,7 +22,7 @@
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## Praktisches Beispiel: Dimmer vs. Stufenschalter
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* Ein analoger Dimmer erlaubt feine, stufenlose Helligkeitseinstellungen
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* Ein Stufenschalter (z. B. 5 Stufen) ermöglicht nur feste Helligkeitswerte – Zwischenstufen sind nicht möglich
|
||||
* Ein Stufenschalter (z. B. $\num{5}$ Stufen) ermöglicht nur feste Helligkeitswerte – Zwischenstufen sind nicht möglich
|
||||
* Quantisierung: Auswahl der nächstpassenden Stufe, um den analogen Wert abzubilden
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@@ -1,5 +1,5 @@
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<left>
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[picture:725:n_frequenz_sinusschwingung:Die Spannung des Stromnetzes im zeitlichen Verlauf. Da die Spannung nicht die ganze Zeit den Höchstwert von 325 V aufweist, wirkt sie effektiv übrigens nur mit 230 V.]
|
||||
[picture:725:n_frequenz_sinusschwingung:Die Spannung des Stromnetzes im zeitlichen Verlauf. Da die Spannung nicht die ganze Zeit den Höchstwert von $\qty{325}{\volt}$ aufweist, wirkt sie effektiv übrigens nur mit $\qty{230}{\volt}$.]
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||||
</left>
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||||
<right>
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||||
* Die Wechselspannung aus dem Stromnetz schwingt nicht direkt zurück
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+13
-13
@@ -1,7 +1,7 @@
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Wiederholung vom Anfang des Kurses:
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* Nach Trennung von positiven und negativen Ladungen versuchen diese wieder zusammenzukommen
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* Es liegt eine elektrische Spannung vor
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* Die Einheit ist Volt, abgekürzt V
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||||
* Die Einheit ist Volt, abgekürzt $\unit{\volt}$
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---
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@@ -11,15 +11,15 @@ Wiederholung vom Anfang des Kurses:
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||||
## Kleine Spannungen
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<left>
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* Empfängereingang: 10 µV
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* Mikrofon: 200 mV
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||||
* Batterie: 1,5 V oder 9 V
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||||
* Empfängereingang: $\qty{10}{\micro\volt}$
|
||||
* Mikrofon: $\qty{200}{\milli\volt}$
|
||||
* Batterie: $\qty{1,5}{\volt}$ oder $\qty{9}{\volt}$
|
||||
</left>
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||||
<right>
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||||
| l: Bezeichnung | r: Abkürzung | l: Wert |
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| 1 Mikrovolt | 1 μV | 0,000001 V |
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||||
| 1 Millivolt | 1 mV | 0,001 V |
|
||||
| 1 Volt | 1 V | 1 V |
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||||
| 1 Mikrovolt | $\qty{1}{\micro\volt}$ | $\qty{0,000001}{\volt}$ |
|
||||
| 1 Millivolt | $\qty{1}{\milli\volt}$ | $\qty{0,001}{\volt}$ |
|
||||
| 1 Volt | $\qty{1}{\volt}$ | $\qty{1}{\volt}$ |
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||||
[table:spannung_einheitenvorzeichen:Kurzschreibweise für kleine Spannungen]
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||||
</right>
|
||||
<note>
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||||
@@ -31,15 +31,15 @@ Wiederholung vom Anfang des Kurses:
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||||
## Große Spannungen
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||||
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<left>
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||||
* Steckdose: 230 V
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||||
* Elektrostatisch aufgeladene Antenne: 1,5 kV
|
||||
* Höchstspannungsleitung: 380 kV
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||||
* Steckdose: $\qty{230}{\volt}$
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||||
* Elektrostatisch aufgeladene Antenne: $\qty{1,5}{\kilo\volt}$
|
||||
* Höchstspannungsleitung: $\qty{380}{\kilo\volt}$
|
||||
</left>
|
||||
<right>
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||||
| l: Bezeichnung | r: Abk. | r: Wert |
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||||
| 1 Kilovolt | 1 kV | 1000 V |
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||||
| 1 Megavolt | 1 MV | 1000000 V |
|
||||
| 1 Gigavolt | 1 GV | 1000000000 V |
|
||||
| 1 Kilovolt | $\qty{1}{\kilo\volt}$ | $\qty{1000}{\volt}$ |
|
||||
| 1 Megavolt | $\qty{1}{\mega\volt}$ | $\qty{1000000}{\volt}$ |
|
||||
| 1 Gigavolt | $\qty{1}{\giga\volt}$ | $\qty{1000000000}{\volt}$ |
|
||||
[table:n_frequenz_einheitenvorzeichen:Kurzschreibweise für große Spannungen]
|
||||
</right>
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||||
<note>
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||||
|
||||
@@ -43,7 +43,7 @@ $\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$
|
||||
|
||||
$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$
|
||||
$U_{eff} = \dfrac{\hat{U}}{\sqrt{2}}$
|
||||
$U_{eff} = \dfrac{1V}{1,41} \approx 0,7V$
|
||||
$U_{eff} = \dfrac{\qty{1}{\volt}}{1,41} \approx \qty{0,7}{\volt}$
|
||||
|
||||
---
|
||||
[question:EB404]
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||||
@@ -56,7 +56,7 @@ $U_{eff} = \dfrac{1V}{1,41} \approx 0,7V$
|
||||
|
||||
$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$
|
||||
$U_{eff} = \dfrac{\hat{U}}{\sqrt{2}}$
|
||||
$U_{eff} = \dfrac{12V}{1,41} \approx 8,5V$
|
||||
$U_{eff} = \dfrac{\qty{12}{\volt}}{1,41} \approx \qty{8,5}{\volt}$
|
||||
|
||||
---
|
||||
[question:EB403]
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||||
@@ -64,10 +64,10 @@ $U_{eff} = \dfrac{12V}{1,41} \approx 8,5V$
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||||
### Lösungsweg
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||||
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||||
$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$
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||||
$\hat{U} = 12V\cdot 1,41 \approx 17V$
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||||
$\hat{U} = \qty{12}{\volt}\cdot 1,41 \approx \qty{17}{\volt}$
|
||||
|
||||
$U_{SS} = 2\cdot \hat{U}$
|
||||
$U_{SS} = 2\cdot 17V = 34V$
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||||
$U_{SS} = 2\cdot \qty{17}{\volt} = \qty{34}{\volt}$
|
||||
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||||
---
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||||
[question:EB401]
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||||
@@ -79,7 +79,7 @@ $U_{SS} = 2\cdot 17V = 34V$
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||||
### Lösungsweg
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||||
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||||
$\hat{U} = U_{eff}\cdot \sqrt{2}$
|
||||
$\hat{U} = 230V\cdot 1,41 \approx 325V$
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||||
$\hat{U} = \qty{230}{\volt}\cdot 1,41 \approx \qty{325}{\volt}$
|
||||
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||||
---
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||||
[question:EB402]
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@@ -3,7 +3,7 @@
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* Beim Anschluss eines elektrischen Verbrauchers an die Pole einer Spannungsquelle, fangen die Ladungen an sich zu bewegen
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* Das ist ein *geschlossener Stromkreis*
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||||
* Je nach Spannung und Verbraucher fließt mehr oder weniger Strom
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||||
* Die *elektrische Stromstärke* wird in Ampere (A) gemessen
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||||
* Die *elektrische Stromstärke* wird in Ampere ($\unit{\ampere}$) gemessen
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@@ -14,9 +14,9 @@
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## Beispiele für Stromstärke
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| l: Verbraucher | r: | c: | l: |
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| Leuchtdiode (LED) | 5 mA | = | 0,005 A |
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||||
| Transceiver im Empfangsbetrieb | 900 mA | = | 0,9 A |
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||||
| Transceiver im Sendebetrieb | 21 A | = | 21 A |
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||||
| Leuchtdiode (LED) | $\qty{5}{\milli\ampere}$ | = | $\qty{0,005}{\ampere}$ |
|
||||
| Transceiver im Empfangsbetrieb | $\qty{900}{\milli\ampere}$ | = | $\qty{0,9}{\ampere}$ |
|
||||
| Transceiver im Sendebetrieb | $\qty{21}{\ampere}$ | = | $\qty{21}{\ampere}$ |
|
||||
[table:strom_beispiele:Beispiele für Ströme]
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||||
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---
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@@ -23,8 +23,8 @@ Der angezeigte Messwert unterscheidet sich meist vom tatsächlichen Wert
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### Lösungsweg
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* Prozentrechnung – die absoluten Werte sind nicht relevant
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||||
* gegeben: $U_{\mathrm{Abw}}$ mit 95% vom Realwert
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||||
* gegeben: $I_{\mathrm{Abw}}$ mit 95% vom Realwert
|
||||
* gegeben: $U_{\mathrm{Abw}}$ mit $\qty{95}{\percent}$ vom Realwert
|
||||
* gegeben: $I_{\mathrm{Abw}}$ mit $\qty{95}{\percent}$ vom Realwert
|
||||
* gesucht: Abweichung der Leistung $P = U \cdot I$
|
||||
|
||||
<fragment>
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||||
@@ -42,11 +42,11 @@ $\begin{split} P_{\textrm{Abw}} &= 100\% - (U_{\mathrm{Abw}} \cdot I_{\mathrm{Ab
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[question:AI104]
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||||
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||||
### Lösungsweg
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||||
* gegeben: $U = 0,5V$
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||||
* gegeben: $R = 10M\Omega$
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||||
* gegeben: $U = \qty{0,5}{\volt}$
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||||
* gegeben: $R = \qty{10}{\mega\ohm}$
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||||
* gesucht: $I$
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||||
|
||||
<fragment>
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||||
$$I = \frac{U}{R} = \frac{0,5V}{10M\Omega} = 50nA$$
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||||
$$I = \frac{U}{R} = \frac{\qty{0,5}{\volt}}{\qty{10}{\mega\ohm}} = \qty{50}{\nano\ampere}$$
|
||||
</fragment>
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||||
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@@ -17,7 +17,7 @@
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||||
<note>
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||||
Anzeige erklären
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* Frequenz oben
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* 2m-Band
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* $\qty{2}{\meter}$-Band
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* starkes Empfangssignal
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</note>
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||||
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@@ -18,12 +18,12 @@ $P = U_{\text{eff}} \cdot I_{\text{eff}}$
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||||
[question:AB301]
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||||
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||||
### Lösungsweg
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||||
* gegeben: $I_{\textrm{max}} = 0,5A$
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||||
* gegeben: $R = 20\Omega$
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||||
* gegeben: $I_{\textrm{max}} = \qty{0,5}{\ampere}$
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||||
* gegeben: $R = \qty{20}{\ohm}$
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||||
* gesucht: $P$
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||||
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||||
<fragment>
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||||
$\begin{split} P &= I^2 \cdot R = \left(\frac{I_{\textrm{max}}}{\sqrt{2}}\right)^2 \cdot R\\ &= \frac{(0,5A)^2}{2} \cdot 20\Omega \\ &= \frac{1}{8}A^2 \cdot 20\Omega = 2,5W \end{split}$
|
||||
$\begin{split} P &= I^2 \cdot R = \left(\frac{I_{\textrm{max}}}{\sqrt{2}}\right)^2 \cdot R\\ &= \frac{(\qty{0,5}{\ampere})^2}{2} \cdot \qty{20}{\ohm} \\ &= \qty{\frac{1}{8}}{\ampere\squared} \cdot \qty{20}{\ohm} = \qty{2,5}{\watt} \end{split}$
|
||||
</fragment>
|
||||
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||||
---
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||||
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||||
@@ -4,7 +4,7 @@
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||||
* Je größer die Frequenz, desto kleiner die Wellenlänge
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||||
<fragment>
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||||
Die Wellenlänge wird mit dem griechischen Buchstaben $\lambda$ (Lambda) angegeben und in Meter ($m$) gemessen.
|
||||
Die Wellenlänge wird mit dem griechischen Buchstaben $\lambda$ (Lambda) angegeben und in Meter ($\unit{\meter}$) gemessen.
|
||||
</fragment>
|
||||
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||||
---
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||||
@@ -16,16 +16,16 @@ Die Wellenlänge wird mit dem griechischen Buchstaben $\lambda$ (Lambda) angegeb
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||||
## Zusammenhang Frequenz – Wellenlänge
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||||
* Über die Lichtgeschwindigkeit
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* Eine Welle mit einer Frequenz von 1 Hz breitet sich 300.000 km aus bevor der nächste Durchlauf beginnt
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||||
* Bei 1000 Hz sind es nur 300 km
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||||
* Bei 1 MHz sind es 300 m
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||||
* Eine Welle mit einer Frequenz von $\qty{1}{\hertz}$ breitet sich $\qty{300000}{\kilo\meter}$ aus bevor der nächste Durchlauf beginnt
|
||||
* Bei $\qty{1000}{\hertz}$ sind es nur $\qty{300}{\kilo\meter}$
|
||||
* Bei $\qty{1}{\mega\hertz}$ sind es $\qty{300}{\meter}$
|
||||
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||||
<note>
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||||
Ausbreitung in Lichtgeschwindigkeit gilt nur im Vakuum
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</note>
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---
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||||
$f[\textrm{MHz}] = \dfrac{300}{\lambda[\textrm{m}]} \quad\quad\quad \lambda[\textrm{m}] = \dfrac{300}{f[\textrm{MHz}]}$
|
||||
$f[\unit{\mega\hertz}] = \dfrac{300}{\lambda[\unit{\meter}]} \quad\quad\quad \lambda[\unit{\meter}] = \dfrac{300}{f[\unit{\mega\hertz}]}$
|
||||
|
||||
<note>
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||||
Die Formeln sind in der Formelsammlung
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||||
@@ -35,12 +35,12 @@ Die Formeln sind in der Formelsammlung
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||||
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||||
Wellenlänge aus Frequenz
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||||
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||||
$\lambda[\text{m}] = \dfrac{300}{f[\text{MHz}]} = \dfrac{300}{145,3 \ \text{MHz}} \approx 2,06 \ \text{m}$
|
||||
$\lambda[\unit{\meter}] = \dfrac{300}{f[\unit{\mega\hertz}]} = \dfrac{300}{\qty{145,3}{\mega\hertz}} \approx \qty{2,06}{\meter}$
|
||||
|
||||
<fragment>
|
||||
Frequenz aus Wellenlänge
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||||
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||||
$f[\text{MHz}] = \dfrac{300}{\lambda[\text{m}]} = \dfrac{300}{2,06 \ \text{m}} \approx 145,3 \ \text{MHz}$
|
||||
$f[\unit{\mega\hertz}] = \dfrac{300}{\lambda[\unit{\meter}]} = \dfrac{300}{\qty{2,06}{\meter}} \approx \qty{145,3}{\mega\hertz}$
|
||||
</fragment>
|
||||
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||||
--- style="font-size: 0.8em;"
|
||||
@@ -49,9 +49,9 @@ $f[\text{MHz}] = \dfrac{300}{\lambda[\text{m}]} = \dfrac{300}{2,06 \ \text{m}} \
|
||||
Statt der Frequenz wird häufig das gerundete Band angegeben
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||||
| l: Frequenz | l: Wellenlänge | l: Band |
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| 28 MHz — 29,7 MHz | 10,7 m — 10,1 m | 10 m-Band |
|
||||
| 144 MHz — 146 MHz | 2,08 m — 2,05 m | 2 m-Band |
|
||||
| 430 MHz — 440 MHz | 68 cm — 70 cm | 70 cm-Band |
|
||||
| $\qtyrange{28}{29,7}{\mega\hertz}$ | $\qtyrange{10,7}{10,1}{\meter}$ | $\qty{10}{\meter}$-Band |
|
||||
| $\qtyrange{144}{146}{\mega\hertz}$ | $\qtyrange{2,08}{2,05}{\meter}$ | $\qty{2}{\meter}$-Band |
|
||||
| $\qtyrange{430}{440}{\mega\hertz}$ | $\qtyrange{68}{70}{\centi\meter}$ | $\qty{70}{\centi\meter}$-Band |
|
||||
[table:n_funkwellen_baender:Die drei Amateurfunkbänder, die für alle Klassen freigegeben sind]
|
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---
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||||
[question:NB302]
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@@ -1,7 +1,7 @@
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||||
* Die Wellenlänge $\lambda$ im Freiraum steht zur Frequenz $f$ in Relation mit der Lichtgeschwindigkeit $c_0$
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||||
* Freiraum bedeutet: Vakuum, Luft
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||||
* Lichtgeschwindigkeit $c_0 = 299.792.458 \frac{m}{s}$
|
||||
* Im Amateurfunk rechnen wir mit $c = 3\cdot 10^8 \frac{m}{s}$
|
||||
* Lichtgeschwindigkeit $c_0 = \qty{299792458}{\meter\per\second}$
|
||||
* Im Amateurfunk rechnen wir mit $c = \qty{3e8}{\meter\per\second}$
|
||||
|
||||
$c = f\cdot \lambda \quad f = \dfrac{c}{\lambda} \quad \lambda = \dfrac{c}{f}$
|
||||
|
||||
@@ -10,12 +10,12 @@ $c = f\cdot \lambda \quad f = \dfrac{c}{\lambda} \quad \lambda = \dfrac{c}{f}$
|
||||
|
||||
$f = \dfrac{c}{\lambda} \quad \lambda = \dfrac{c}{f}$
|
||||
|
||||
$f[[MHz]] \approx \dfrac{300}{\lambda[[m]]} \quad \lambda[[m]] \approx \dfrac{300}{f[[MHz]]}$
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||||
$f[[\unit{\mega\hertz}]] \approx \dfrac{300}{\lambda[[\unit{\meter}]]} \quad \lambda[[\unit{\meter}]] \approx \dfrac{300}{f[[\unit{\mega\hertz}]]}$
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[question:EB314]
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$f[[MHz]] = \frac{300}{80} = 3,75$
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$f[[\unit{\mega\hertz}]] = \frac{300}{80} = 3,75$
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<note>
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80m-Band
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@@ -23,41 +23,36 @@ $f[[MHz]] = \frac{300}{80} = 3,75$
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[question:EB315]
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% Umrechnen in die Grundeinheit $\meter$:
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Umrechnen in die Grundeinheit $m$:
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% $\qty{30}{\milli\meter} = \qty{3}{\centi\meter} = \qty{0,03}{\meter}$
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$30mm = 3cm = 0,03m$
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Umrechnen in die Grundeinheit $\unit{\meter}$:
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$\qty{30}{\milli\meter} = \qty{3}{\centi\meter} = \qty{0,03}{\meter}$
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$f[[MHz]] = \frac{300}{0,03} = \frac{300 \cdot 100}{3} = 10.000$
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$f[[\unit{\mega\hertz}]] = \frac{300}{0,03} = \frac{300 \cdot 100}{3} = \num{10000}$
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||||
% $f=\qty{10}{\giga\hertz}$, da $\qty{1}{\giga\hertz} = 1000 {\mega\hertz}$
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$f=10GHz$, da $1GHz = 1000MHz$
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||||
% $f=\qty{10}{\giga\hertz}$, da $\qty{1}{\giga\hertz} = \qty{1000}{\mega\hertz}$
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||||
$f=\qty{10}{\giga\hertz}$, da $\qty{1}{\giga\hertz} = \qty{1000}{\mega\hertz}$
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[question:EB316]
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% $\qty{10}{\centi\meter} = \qty{0,1}{\meter}$
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$10cm = 0,1m$
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||||
$\qty{10}{\centi\meter} = \qty{0,1}{\meter}$
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$f[[\unit{\mega\hertz}]]=\frac{300}{0,1}=3000$
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||||
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||||
$f[[MHz]]=\frac{300}{0,1}=3000$
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||||
% $\qty{3}{\giga\hertz}$, da $\qty{1}{\giga\hertz} = \qty{1000}{\mega\hertz}$
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$3GHz$, da $1GHz = 1000MHz$
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||||
$\qty{3}{\giga\hertz}$, da $\qty{1}{\giga\hertz} = \qty{1000}{\mega\hertz}$
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[question:EB311]
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<note>
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160m-Band, wenn man die Amateurfunkfrequenzen kennt
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$\qty{160}{\meter}$-Band, wenn man die Amateurfunkfrequenzen kennt
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</note>
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[question:EB312]
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<note>
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||||
15m-Band, auch wenn 14m-Band korrekter wäre
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||||
$\qty{15}{\meter}$-Band, auch wenn $\qty{14}{\meter}$-Band korrekter wäre
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</note>
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---
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[question:EB313]
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<note>
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10m-Band
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$\qty{10}{\meter}$-Band
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</note>
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@@ -1,6 +1,6 @@
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<left>
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* Statt Zahlenwert wird eine Codierung aus Farbringen auf Widerständen aufgedruckt
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* In diesem Beispiel: $ 47 \cdot 1000 \ Ω = 47000 \ Ω = 47 \ \text{kΩ} $
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||||
* In diesem Beispiel: $47 \cdot \qty{1000}{\ohm} = \qty{47000}{\ohm} = \qty{47}{\kilo\ohm}$
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||||
* Die Bedeutung der Farben ist in der Tabelle auf der nächsten Folie
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</left>
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<right>
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@@ -9,19 +9,19 @@
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--- style="font-size: 0.7em;"
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| X:Farbe | l:Wert | l:Multiplikator | l:Toleranz |
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| Silber | - | 0,01 | ±10% |
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| Gold | - | 0,1| ±5% |
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| Schwarz | 0 | 1 | - |
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| Braun | 1 | 10 | ±1% |
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| Rot | 2 | 100 | ±2% |
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| Orange| 3 | 1000 | - |
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| Gelb | 4 | 10000 | - |
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| Grün | 5 | 100000 | - |
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||||
| Blau | 6 | 1000000 | ±0,25%|
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||||
| Violett | 7 | 10000000 | ±0,1%|
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| Grau | 8 | 100000000 | - |
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| Weiß | 9 | 1000000000 | - |
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| Keine | - | - | ±20%|
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| Silber | - | $\num{0,01}$ | $\qty{\pm 10}{\percent}$ |
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| Gold | - | $\num{0,1}$ | $\qty{\pm 5}{\percent}$ |
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||||
| Schwarz | 0 | $\num{1}$ | - |
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||||
| Braun | 1 | $\num{10}$ | $\qty{\pm 1}{\percent}$ |
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||||
| Rot | 2 | $\num{100}$ | $\qty{\pm 2}{\percent}$ |
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||||
| Orange| 3 | $\num{1000}$ | - |
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||||
| Gelb | 4 | $\num{10000}$ | - |
|
||||
| Grün | 5 | $\num{100000}$ | - |
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||||
| Blau | 6 | $\num{1000000}$ | $\qty{\pm 0,25}{\percent}$ |
|
||||
| Violett | 7 | $\num{10000000}$ | $\qty{\pm 0,1}{\percent}$ |
|
||||
| Grau | 8 | $\num{100000000}$ | - |
|
||||
| Weiß | 9 | $\num{1000000000}$ | - |
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||||
| Keine | - | - | $\qty{\pm 20}{\percent}$ |
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[table:n_widerstandsfarbcodes_tabelle:Widerstandsfarbcodes Tabelle]
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<note>
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@@ -32,9 +32,9 @@
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## Toleranz
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* Abweichung vom tatsächlichen Wert
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* Beispiel: silber bedeutet ±10%
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* 10% von 47 kΩ = 4,7 kΩ
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* Widerstandswert zwischen 42,3 kΩ und 51,7 kΩ
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||||
* Beispiel: silber bedeutet $\qty{\pm 10}{\percent}$
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* $\qty{10}{\percent} \cdot \qty{47}{\kilo\ohm} = \qty{4,7}{\kilo\ohm}$
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* Widerstandswert zwischen $\qty{42,3}{\kilo\ohm}$ und $\qty{51,7}{\kilo\ohm}$
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@@ -1,7 +1,7 @@
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## Große und kleine Werte
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* Im Amateurfunk haben wir große und kleine Werte
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* Um sich viele 0-en zu sparen, wurde bereits mit Einheitenvorsätzen abgekürzt, z.B. mit Milli (m) oder Kilo (k)
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* Um sich viele 0-en zu sparen, wurde bereits mit Einheitenvorsätzen abgekürzt, z.B. mit Milli ($\unit{\milli}$) oder Kilo ($\unit{\kilo}$)
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@@ -9,12 +9,12 @@
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* Einheitenvorsätze lassen sich in den meisten Taschenrechnern nicht direkt eingeben
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* Stattdessen wird die Zehnerpotenz verwendet
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* Kilo entspricht 1000 oder $10 \cdot 10 \cdot 10$
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* Kilo entspricht $1000$ oder $10 \cdot 10 \cdot 10$
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* Abgekürzt $10^3$
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<fragment>
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$1500Hz \rArr 1,5kHz \rArr 1,5 \cdot 10^3Hz$
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$1500000Hz \rArr 1,5MHz \rArr 1,5 \cdot 10^6Hz$
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||||
$\qty{1500}{\hertz} \rArr \qty{1,5}{\kilo\hertz} \rArr \qty{1,5e3}{\hertz}$
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||||
$\qty{1500000}{\hertz} \rArr \qty{1,5}{\mega\hertz} \rArr \qty{1,5e6}{\hertz}$
|
||||
</fragment>
|
||||
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||||
<note>
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@@ -23,25 +23,25 @@ $1500000Hz \rArr 1,5MHz \rArr 1,5 \cdot 10^6Hz$
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* Milli entspricht $\frac{1}{1000}$ oder $\frac{1}{10 \cdot 10 \cdot 10}$
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||||
* Milli entspricht $\frac{1}{1000}$ oder $\frac{1}{10 \cdot 10 \cdot 10}$
|
||||
* Abgekürzt $10^{-3}$
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<fragment>
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$0,0035V \rArr 3,5mV \rArr 3,5 \cdot 10^{-3}V$
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$\qty{0,0035}{\volt} \rArr \qty{3,5}{\milli\volt} \rArr \qty{3,5e-3}{\volt}$
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||||
</fragment>
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--- style="font-size: 0.5em;"
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||||
### Einheitenvorsätze und Zehnerpotenzen
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| c: Bezeichnung | c: Abkürzung | l: Wert |
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| Pico | p | 10<sup>-12</sup> = 0,000000000001 |
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| Nano | n | 10<sup>-9</sup> = 0,000000001 |
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||||
| Mikro | µ | 10<sup>-6</sup> = 0,000001 |
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||||
| Milli | m | 10<sup>-3</sup> = 0,001 |
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||||
| | | 10<sup>0</sup> = 1 |
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||||
| Kilo | k | 10<sup>3</sup> = 1000 |
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||||
| Mega | M | 10<sup>6</sup> = 1000000 |
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||||
| Giga | G | 10<sup>9</sup> = 1000000000 |
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||||
| Pico | $\unit{\pico}$ | $10^{-12} = 0,000000000001$ |
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||||
| Nano | $\unit{\nano}$ | $10^{-9} = 0,000000001$ |
|
||||
| Mikro | $\unit{\micro}$ | $10^{-6} = 0,000001$ |
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||||
| Milli | $\unit{\milli}$ | $10^{-3} = 0,001$ |
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||||
| | | $10^{0} = 1$ |
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| Kilo | $\unit{\kilo}$ | $10^{3} = 1000$ |
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||||
| Mega | $\unit{\mega}$ | $10^{6} = 1000000$ |
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||||
| Giga | $\unit{\giga}$ | $10^{9} = 1000000000$ |
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[table:e_einheitenvorzeichen:Einheitenvorsätze für Zehnerpotenzen]
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@@ -0,0 +1,20 @@
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# Gegeben
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Pegel: $\qty{0}{\dBm}$, $\qty{3}{\dBm}$, $\qty{20}{\dBm}$
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# Lösungsweg
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Wir nutzen die $\unit{\dBm}$-Formel aus der Formelsammlung (Pegel, Leistungs- und Spannungspegel):
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$ p = 10 \cdot \log_{10}\left(\frac{P}{\qty{1}{\milli\watt}}\right)\unit{\dBm}$
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und lösen nach $P$ auf:
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$P = \qty{1}{\milli\watt}\cdot 10^{\frac{p}{\qty{10}{\dBm}}}$
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||||
Wir setzten die Werte aus der Frage ein und erhalten:
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$P = \qty{1}{\milli\watt}\cdot 10^{\frac{\qty{0}{\dBm}}{\qty{10}{\dBm}}}= \qty{1}{\milli\watt}\cdot 10^{0}= \qty{1}{\milli\watt}$
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||||
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||||
$P = \qty{1}{\milli\watt}\cdot 10^{\frac{\qty{3}{\dBm}}{\qty{10}{\dBm}}}= \qty{1}{\milli\watt}\cdot 10^{0,3}= \qty{1,995}{\milli\watt}$
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||||
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||||
$P = \qty{1}{\milli\watt}\cdot 10^{\frac{\qty{20}{\dBm}}{\qty{10}{\dBm}}}= \qty{1}{\milli\watt}\cdot 10^{2}= \qty{100}{\milli\watt}$
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# Abkürzung
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Wer ein wenig mit Logarithmen und der Tabelle aus den Hilfsmittel gearbeitet hat, kann im Ausschlussverfahren schnell zur korrekten Lösung gelangen.
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$\qty{0}{\dBm} \rightarrow \qty{1}{\milli\watt}$ (damit bleiben nur noch zwei mögliche Antworten).
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$\qty{3}{\dB}$ entsprechen einer Verdopplung. Damit entsprechen $\qty{3}{\dBm} \rightarrow \qty{2}{\milli\watt}$ (damit bleibt nur noch eine Antwort übrig).
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@@ -0,0 +1,10 @@
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# Gegeben
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$f = \qty{435}{\mega\hertz}$
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# Lösungsweg
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$\unit{ppm}$ steht für *parts per million*, also $1$ pro $10^6$.
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$\qty{435}{\mega\hertz} \cdot \frac{1}{10^6} = \frac{435 \cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz}}{\cancel{10^6}} = \qty{435}{\hertz}$
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||||
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||||
# Abkürzung
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$\unit{ppm}$ ($\frac{1}{10^6}$) passt sehr gut zur angegebenen Frequenz in $\unit{\mega\hertz}$ ($\qty{10^6}{\hertz}$). Ohne viel Rechnen weiß man also: ein $\unit{ppm}$ von $\qty{435}{\mega\hertz}$ sind $\qty{435}{\hertz}$.
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