Elektronikkurs für Anfänger

Lektion 1 • Ohmsches Gesetz in der Praxis

Wendet das Ohmsche Gesetz an, um unbekannte Schaltungsgrößen zu berechnen. Studierende üben das Lösen nach Spannung, Strom und Widerstand anhand einfacher Zahlenbeispiele.

Lektion 2 • Leistung und Energie in Schaltungen

Führt in die Berechnung von elektrischer Leistung und Energieverbrauch ein. Verbindet Leistungsformeln mit praktischen Aspekten wie Bauteilbelastbarkeit und Wärmeableitung.

Lektion 3 • Atome, Elektronen und elektrische Ladung

Erklärt den Atombau und wie freie Elektronen elektrische Ladung erzeugen. Schafft die physikalische Basis für alle in diesem Kapitel behandelten elektrischen Phänomene.

Lektion 4 • Einheiten, Vorsätze und wissenschaftliche Notation

Behandelt metrische Vorsätze und die wissenschaftliche Notation, wie sie in der gesamten Elektronik verwendet werden. Stellt sicher, dass Studierende Datenblätter lesen und Werte korrekt angeben können.

Lektion 1 • Widerstände: Typen und Anwendungen

Behandelt Festwiderstände, einstellbare Widerstände und Spezialwiderstände sowie das Lesen von Farbcodes. Verbindet die Widerstandsauswahl mit Spannungsteilern und Strombegrenzung, die später behandelt werden.

Lektion 2 • Transistoren als Schalter und Verstärker

Führt Bipolartransistoren und MOSFETs sowie ihre zwei Hauptbetriebsarten ein. Liefert die konzeptionelle Grundlage für Verstärker- und Logikschaltungen in späteren Kapiteln.

Lektion 3 • Dioden und Gleichrichtung

Erklärt den p-n-Übergang, das Verhalten bei Durchlasspolung und Sperrpolung. Studierende verstehen, wie Dioden Wechselstrom in Schaltungen von Netzteilen in Gleichstrom umwandeln.

Lektion 4 • Induktivitäten und Transformatoren

Führt Induktivität, Magnetfelder und Energiespeicherung in Spulen ein. Erklärt die Funktionsweise von Transformatoren als direkte Anwendung der Gegeninduktivität.

Lektion 1 • Genormte Schaltzeichen

Führt allgemein anerkannte Symbole für alle gängigen Bauteile ein. Das Erkennen der korrekten Symbole ist die Voraussetzung, um jeden Schaltplan in diesem Kurs lesen zu können.

Lektion 2 • Einführung in Schaltplanerfassungswerkzeuge

Demonstriert digitale Werkzeuge zum Zeichnen und Simulieren von Schaltplänen. Studierende erstellen einen vollständigen Schaltplan digital und bereiten sich so auf die Simulation in späteren Kapiteln vor.

Lektion 3 • Konventionen für Schaltpläne

Behandelt Leitungsführung, Netzknotenbeschriftung und Referenzkennzeichen, wie sie in professionellen Schaltplänen verwendet werden. Studierende wenden diese Konventionen an, um mehrdeutige oder unleserliche Pläne zu vermeiden.

Lektion 4 • Schaltpläne für Reihen- und Parallelschaltungen

Lehrt Studierende, Reihen-, Parallel- und gemischte Topologien zu identifizieren und zu zeichnen. Vertieft die Anwendung des Ohmschen Gesetzes innerhalb jedes Topologietyps.

Lektion 1 • Berechnung von Reihen- und Parallelwiderständen

Leitet Formeln für die Kombination von Widerständen in Reihen- und Parallelschaltung her. Bietet die Berechnungsgrundlage, die für alle nachfolgenden Schaltungsanalysemethoden erforderlich ist.

Lektion 2 • Spannungsteiler und Stromteiler

Erklärt Teilerschaltungen als praktische Anwendungen von Reihen- und Parallelwiderständen. Studierende entwerfen Teiler, um bestimmte Ausgangsspannungen und -ströme zu erzeugen.

Lektion 3 • Kirchhoffscher Maschensatz und Knotensatz

Formuliert den Maschensatz und den Knotensatz formal und wendet sie auf Schaltungen mit mehreren Maschen an. Diese Gesetze sind die universelle Grundlage für alle weiterführenden Schaltungsanalysen in diesem Kurs.

Lektion 4 • Thévenin- und Norton-Ersatzschaltungen

Vereinfacht komplexe Netzwerke zu Zweipol-Ersatzschaltungen für eine einfachere Analyse. Studierende wenden diese Theoreme an, um das Schaltungsverhalten bei unterschiedlichen Lasten vorherzusagen.

Lektion 1 • Sinusförmige Signalverläufe und Wechselstromparameter

Definiert Amplitude, Frequenz, Periode und Phase für sinusförmige Signale. Schafft das Vokabular und die Messfähigkeiten, die für alle Arbeiten mit Wechselstromkreisen benötigt werden.

Lektion 2 • Wechselstromleistung: Wirk-, Blind- und Scheinleistung

Unterscheidet Wirkleistung, Blindleistung und Scheinleistung in Wechselstromsystemen. Studierende berechnen den Leistungsfaktor und verstehen seine Bedeutung in praktischen Schaltungen.

Lektion 3 • Kondensatoren und Induktivitäten in Wechselstromkreisen

Führt den kapazitiven und induktiven Blindwiderstand als frequenzabhängige Hemmung für Wechselstrom ein. Studierende berechnen Blindwiderstände und verstehen deren Auswirkung auf Strom und Spannung.

Lektion 4 • Resonanz in RLC-Kreisen

Erklärt Serien- und Parallelresonanz, Resonanzfrequenz und Gütefaktor. Studierende wenden Resonanzkonzepte auf den Entwurf von Filter- und Abstimmkreisen an.

Lektion 1 • Meisterschaft im Umgang mit dem Multimeter

Trainiert Studierende darin, Gleich- und Wechselspannung, Strom, Widerstand und Durchgang zu messen. Genaues Messen ist unerlässlich, um das Schaltungsverhalten zu überprüfen und Fehler zu diagnostizieren.

Lektion 2 • Grundlagen des Lötens und der Leiterplattenbestückung

Vermittelt die richtige Löttechnik für bedrahtete und oberflächenmontierte Bauteile. Studierende erzeugen zuverlässige Lötverbindungen und verstehen die Grundlagen des Leiterplattenlayouts.

Lektion 3 • Grundlagen der Oszilloskopbedienung

Führt in die Bedienelemente des Oszilloskops ein, um Signalverläufe in Echtzeit zu erfassen und zu messen. Studierende verwenden das Oszilloskop, um Wechselstromsignale, Frequenz- und Phasenbeziehungen zu beobachten.

Lektion 4 • Grundlagen der elektrischen Sicherheit

Behandelt Stromschlaggefahren, sichere Spannungsgrenzen und den richtigen Umgang mit unter Spannung stehenden Schaltungen. Die hier festgelegten Sicherheitspraktiken gelten für jede praktische Aktivität im Kurs.

Lektion 1 • Grundlagen der Operationsverstärker

Führt das ideale Operationsverstärker-Modell, die virtuelle Masse und die goldenen Regeln ein. Studierende wenden diese Regeln an, um invertierende und nichtinvertierende Verstärkerkonfigurationen zu analysieren.

Lektion 2 • Rückkopplung und Stabilität in Verstärkern

Erklärt die Auswirkungen von Gegen- und Mitkopplung auf Verstärkung, Bandbreite und Stabilität. Studierende identifizieren die Rückkopplungstopologie in Schaltungen und sagen deren Einfluss auf die Leistung vorher.

Lektion 3 • BJT-Verstärkerkonfigurationen

Analysiert Emitterschaltung, Basisschaltung und Kollektorschaltung. Studierende berechnen Spannungsverstärkung, Eingangswiderstand und Ausgangswiderstand für jede Konfiguration.

Lektion 4 • Operationsverstärker-Schaltungen zur Signalverarbeitung

Erweitert das Wissen über Operationsverstärker auf Summier-, Differenz-, Integrier- und Differenzierschaltungen. Jede Schaltung wird mit einer praktischen Signalverarbeitungsanwendung verknüpft.

Lektion 1 • Zähler, Register und praktische Anwendungen

Baut auf Flip-Flops auf, um binäre Zähler und Schieberegister zu konstruieren. Studierende verbinden digitale Schaltungen mit realen Anwendungen wie Frequenzteilung und Datenspeicherung.

Lektion 2 • Logikgatter und integrierte Schaltungen

Behandelt NAND-, NOR-, XOR- und XNOR-Gatter und ihre physische Implementierung in ICs. Studierende bauen Gatterschaltungen auf einer Steckplatine auf und überprüfen die Ausgänge mit einem Multimeter.

Lektion 3 • Flip-Flops und sequenzielle Logik

Führt SR-, D-, JK- und T-Flip-Flops als Bausteine für Speicherung und Ablaufsteuerung ein. Studierende analysieren taktgesteuerte Zustandsänderungen und Zeitdiagramme.

Lektion 4 • Binärzahlen und Boolesche Algebra

Führt das binäre und hexadezimale Zahlensystem sowie Boolesche Operationen als mathematische Sprache digitaler Schaltungen ein. Studierende konvertieren zwischen Zahlensystemen und vereinfachen Boolesche Ausdrücke.