Halbleiterbauelemente

Operationsverstärker – Grundschaltungen

Der Operationsverstärker ist einer der vielseitigsten Bausteine der Analogelektronik – mit nur wenigen externen Widerständen lassen sich völlig unterschiedliche Schaltungen aufbauen, vom invertierenden und nichtinvertierenden Verstärker über Summier- und Differenzverstärker bis zum Schmitt-Trigger. Dieser Beitrag zeigt die wichtigsten Grundschaltungen, ihre Herleitung aus den goldenen Regeln, ihre Berechnung mit Sättigungsprüfung und konkrete Praxisbeispiele aus Mess- und Audiotechnik.

Halbleiterbauelemente

Netzteile: linear vs. getaktet

Linearnetzteile und Schaltnetzteile lösen dieselbe Aufgabe – eine geregelte Gleichspannung aus dem Netz erzeugen – auf grundverschiedene Weise. In diesem Beitrag siehst du Aufbau, Funktionsprinzip und die wichtigsten Unterschiede in Wirkungsgrad, Baugröße, Welligkeit und EMV. Mit Beispielen aus dem Schaltschrank und Berechnungen zur Verlustleistung wird klar, welche Bauform wann sinnvoll ist und wo die Grenzen liegen.

Synchronmaschine

Drehstrom-Synchronmotor – Aufbau und Funktion

Der Drehstrom-Synchronmotor läuft starr mit der Netzfrequenz – ohne Schlupf, ohne Drehzahlschwankung. Wir gehen den Aufbau aus Ständer und Polrad durch, vergleichen Schenkel- und Vollpolläufer, berechnen die Synchrondrehzahl aus Polpaarzahl und Frequenz und zeigen, was beim Polradwinkel unter Last passiert. Außerdem: typische Anlaufverfahren in der Industrie und wichtige Einsatzgebiete – von Großkompressoren bis zum Servoantrieb.

Synchronmaschine

Erregung der Synchronmaschine

Die Erregung erzeugt das Magnetfeld im Läufer und ist damit Voraussetzung für jede klassische Synchronmaschine. Dieser Beitrag erklärt Polrad, Schleifringerregung mit Thyristorgleichrichter und bürstenlose Erregung in Aufbau und Funktion. Außerdem geht es um die Wirkung des Erregerstroms: im Inselbetrieb auf die Klemmenspannung, am starren Netz auf die Blindleistung – inklusive Phasenschieberbetrieb und Vorgehen beim Anlauf.

Synchronmaschine

Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM)

Der Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) ist heute Standard im Antriebsstrang von Elektrofahrzeugen und in modernen Servoanwendungen. Dieser Beitrag erklärt Aufbau und Funktion, unterscheidet die Bauformen SPM und IPM, zeigt die Berechnung der Synchrondrehzahl mit klarer Abgrenzung von Polzahl und Polpaarzahl und erläutert, warum ein PMSM zwingend einen Frequenzumrichter braucht – mit Praxisbezug aus E-Mobilität und Automatisierungstechnik.

Synchronmaschine

BLDC- / EC-Motor – elektronisch kommutiert

Der BLDC- bzw. EC-Motor ist heute der wichtigste bürstenlose Antrieb in Lüftern, E-Bikes, Drohnen und vielen Industrieanwendungen. Wie ist er aufgebaut, wie funktioniert die elektronische Kommutierung mit der B6-Brücke, und worin liegt eigentlich der Unterschied zum PMSM? Aufbau, Hall-Sensoren, Kennwertberechnung und Block- gegen Sinuskommutierung verständlich erklärt – mit konkreten Praxisbeispielen aus der Antriebstechnik.

Gleichstromtechnik

Widerstände in Reihenschaltung

In der Reihenschaltung fließt durch alle Bauteile derselbe Strom, während sich die Teilspannungen zur Gesamtspannung addieren und die Einzelwiderstände zum Gesamtwiderstand summieren. Wer diese drei Grundregeln sicher beherrscht, berechnet jede Reihenschaltung in wenigen Schritten und versteht praktische Anwendungen wie den LED-Vorwiderstand, die Messbereichserweiterung am Voltmeter oder die Not-Halt-Kette in der Maschinensicherheit.

Gleichstromtechnik

Widerstände in Parallelschaltung

Bei einer Parallelschaltung liegt an jedem Bauteil dieselbe Spannung, der Strom teilt sich auf die Zweige auf. Der Gesamtwiderstand ist dabei immer kleiner als der kleinste Einzelwiderstand. Dieser Beitrag erklärt mit Schaltbild und Rechenbeispielen, wie Spannung, Strom, Widerstand und Leistung zusammenhängen — von der Kehrwertformel über die wichtigsten Sonderfälle bis zur Anwendung in Steckdosen und Heizgeräten im Haushalt.

Maschinenelemente

Maschinenelemente im Überblick

Schrauben, Wellen, Lager, Zahnräder, Federn — jede Maschine besteht aus solchen genormten Bausteinen. Dieser Überblick zeigt, welche Hauptgruppen es gibt, wofür sie da sind und worauf es bei der Auswahl in der Praxis ankommt. Für jedes einzelne Element gibt es einen vertieften Beitrag — hier geht es um die Systematik dahinter und das Zusammenspiel der Elemente.

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