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Exam thesis
Physics

University, School

Marienschule Krefeld

Grade, Teacher, Year

1, Dr. Schneider, 2016

Author / Copyright
Text by Norman T. ©
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Seminarkurs zur Studien – Berufsorientierung

Von der Diode und dem Transistor zur Informationstechnik

Von:

Fach: Im Seminarkurs Physik

Lehrer: Herr


Inhaltsverzeichnis:

  • 1. Einleitung (Vorwort) Seite 3

  • 2. Warum braucht es Elektroingenieure? (Spezifiesiert auf Deutschland) Seite 4

  • 3. Elektrotechnik Seite 5

  • 4. Wie werde ich Elektroingenieur? Und: Wo kann man das studieren? Seite 5+6

  • 5. Studieninhalte (Elektrotechnik) dieser Fachhochschule Seite 6+7

  • 6. Warum diese Schaltung? Zum Thema Studieninhalte Seite 8

  • 7. Die verschiedenen Schiebetore Seite 8-9

    8. Meine Schiebetorschaltung Seite 10-14

  • 8.1 Wie hab ich angefangen? Seite 10+11

  • 8.2 Aufbau (Bauelemente) Seite 12-14

  • 8.3 Funktion, Beobachtung, Auswertung (Probleme) Seite 14

  • 9. Schluss Seite 15

  • 10. Quellenverzeichnis Seite 16+17


Einleitung / Vorwort:

Liebe Leserinnen und Leser meiner Seminararbeit,

einleitend möchte ich erklären warum ich mich für diesen Seminarkurs (Seminarkurs zur Studien – Berufsorientierung) entschieden habe.

Viele Schüler wissen nicht was sie nach der Schule tun sollen. Studieren? Auslandsjahr? Oder eine Ausbildung? Diese Fragen hab ich mir auch gestellt. Da mich das Thema Elektronik und bauen einer Schaltung sehr interessiert, passte das zu diesem Seminarkurs.

Wir sollten eine Schaltung bauen, die auf Studiengänge des Elektroingenieurs verschiedener Universitäten einstimmten . Ich interessierte mich für die Schiebetorschaltung und bekam diese, dazu aber später mehr.

In dieser Seminararbeit werde ich mehrere Aspekte zu den Themen Elekroingenieur in Deutschland und generelle Elektrotechnik berücksichtigen. In Folge meiner Arbeit werde ich dies auf meine Schaltung beziehen und vergleichen. Ob es Problme bei der Arbeit der Schaltung gab werde ich später erläutern.


Nun wünsch ich Ihnen aber viel Spaß beim Lesen meiner Seminararbeit "Von der Diode und dem Transistor zur Informationstechnik".


Warum braucht es Elektroingenieure? (Spezifiesiert auf Deutschland):


Deutschland benötigt unbedingt mehr Elektroingenieure. Laut der VDE (Verband der Elektrotechnik Elektronik) Presse sollen in dem Zeitraum von 2016 bis 2026 rund 100.000 Ingenieure der Elektro- und Informationstechnik mehr ausgebildet werden1 . Die Arbeitslosenquote bewegte sich in den letzten Jahren auf auf einem sehr niedrigen Niveau von unter 2.5%.

In den letzten Jahren wurden demnach zwar immer wieder neue Menschen in Deutschland als Elektroingenieure ausgebildet, jedoch konnten die neu Ausgebildeten den Ersatzbedarf für, die aus dem Berufsleben ausgeschieden sind, nur kanpp decken. Das heißt für Deutschland, dass sie mit Ingenieuren aus dem Ausland ihren Zusatzbedarf kompensieren müssen - vorallem aus Südeuropa.

2013 machten sie wohl 10.6 Prozent der 382.200 erwerbstätigen Ingenieure aus2.In Zukunft müsse man von einem konstant wachsenden Bedarf ausgehen. Die Unternehmen, Hochschulen und Verbände sollten in der nächsten Dekade über 100.000 Elektroingenieure zusätzlich gewinnen um dabei noch in Wettkämpfen mit anderen Industriestandorten (in Amerika, Asien und Eur.....[read full text]

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Unser heutiges Leben besteht also größten Teils aus Elektrotechnik. Egal ob Handys oder Smartphones, Laptop oder Fernsehr oder sogar nur das kleine Radio, welches in der Küche steht.

Ohne diese Technik würde kein Kraftwerk Energie liefern, kein Flugzeug fliegen und würden keine Autos fahren.

Demnach ist es nicht unwichtig, sich damit auszukennen und wenn etwas kaputt ist und man das mit ein paar Handgriffen reparieren kann ohne irgendwelche großen Kosten an Reperaturfirmen zu bezahlen.

Viele Unternehmen der deutschen Elektroindustrie leisten einen wichtigen Beitrag zur internationalen Wettbewerbsfähigkeit der Zukunftstechnologie.


Wie werde ich Elektroingenieur? Und: Wo kann man das studieren?

Jemand der Elektroingenieur werden möchte, braucht ein Hochschulabschluss (Bachelor/Master of Science). Dieser Abschluss kann an Universitäten, Technischen Universitäten oder Fachhochschulen erworben werden. Auch private Hochschulen bieten diesen Studiengang an. An fast 150 Institutionen in Deutschland kann man Elektrotechnik studieren.

Als Beispiel für Sie habe ich mich auf die Fachhochschule in Stralsund – Fachbereich Elektrotechnik und Informatik spezialisiert7. Generell zu dieser Hochschule kann man sagen, dass es eine Campus-Hochschule mit rund 2.300 Studierenden ist. Alle Räume (Hörsäle, Seminar- und Laborräume, Bibliothek, Mensa, Sportanlage und die Unterkünfte) liegen auf dem parkähnlichen Gelände dieser Fachhochschule.

In verschiedenen Rankings, hat die FH Stralsund sehr positiv abgeschnitten haben. Sie bieten innovative und zeitgemäße Studienkonzepte in den Fachbereichen Elektrotechnik und Informatik, Maschinenbau und Wirtschaft an. So können alle Studiengänge beispielsweise auc.....

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Studieninhalte (Elektrotechnik) dieser Fachhochschule:

Der Student studiert sieben Semester (Regelstudienzeit). Diese sieben Semester lassen sich relativ grob in mehrere Phasen unterteilen:

In der ersten Phase beschäftigen sich die Studenten mit mathematisch-naturwissenschaftlichen Inhalten. Danach werden elektrotechnische Grundlagen gelehrt: "Elektrotechnische Physik, Stromkreisgesetzte, Elektrotechnische Chemie, Wechelstrom und Wechselspannung, Signal- und Energiequellen und Elektrotechnische Mathematik" (Vgl. S.5).

Im Verlauf des Studiums können die Studenten individuelle Schwerpunkte setzten.

Diese können dann den Studenten für bestimmte Teilaspekte des Faches Elektrotechnik (zusätzlich zu den erworbenen ingenieurmäßigen Grundfertigkeiten) fachlich qualifizieren.

In dem Studium für Elektrotechnik sind auch praktische und labortechnische Phasen integriert. Dadurch können die Bachelor-Kandidaten die erarbeitete Theorie praktisch anwenden und erste Erfahrungen sammeln.

Im siebten und damit im letzten Semester, fertigen die Studenten ihre Bachelorarbeit an. Zudem wird in diesem Semester auch ein Praktikum stattfinden. Dies umfasst insgesamt 12 Wochen und beinhaltet ingenieurmäßige Tätigkeiten9.

Zu den möglichen Studienschwerpunkten können Automatisierungstechnik, Kommunikationstechnik / Nachrichtentechnik, Energietechnik / Renewable Energies (Erneuerbare Energien) gehören10. Zudem ist kein V.....

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Die "Obenlaufenden Schiebetore" sind die am häufigsten ausgeführten Schiebetorkonstruktionen. Sie fahren meist an Rollen hängend vor die Öffnung. Zudem sind sind diese Schiebetore im Fußbodenbereich zusätzlich in oder an einer Schiene geführt. Obenlaufende Schiebetore eigenen sich nur für waagerechte Tore.





"Untenlaufenden Schiebetore" sind für eine Durchfahrt von 2-15 m bei einer Höhe bis zu 2,50 m geeignet. Sie laufen auf Rollen, die auf unten liegenden Laufschienen fahren. Auch an den Toroberkanten müssen die großen Schiebeflügel durch sogenannte Führungsschienen in der Flucht gehalten werden.

"Freitragende Tore" werden in einer Öffnungsbereich von 2-11 Metern und 1-2 Meter Höhe angeboten. Sie sind sowohl manuell als auch mit einem verdeckten Torantrieb zu kombinieren. Freitragende Tore sind eine Weiterentwicklung der Rollentore. Die freitragenden Tore benötigen nur sehr wenig Fundamentfläche und gelten zudem auch als witterungsabhängig, das heißt sie werden nicht durch Eis, Schnee, Stein oder Schmutz beeinträchtigt.

Die Tore gel.....

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"Eck-Schiebetore" bestehen aus mehreren, verhältnismäßig schmalen Flügeln, die in einem oberen Laufwerk hängend „um die Ecke“ nach innen geschoben werden. Diese Ausführung ist raumsparend, da die geöffneten Flügel an der Innenseite der Garage bzw. des Raumes liegen.

Eck-Schiebetor:



Meine Schiebetorschaltung:

Wie habe ich angefangen?

Der komplette Seminarkurs begann damit theoretische Ideen mit dem KAT-Programm in einer Mind-Map (siehe Seite 11) zu sammeln:

Zuerst habe ich mich mit Gleichstrom-Motoren auseinander gesetzt, um mir ein allgemeines Grundwissen anzuschaffen. Man unterscheidet zwischen der Lorentzkraft, der rotierenden elektrischen Maschine und den Kommutatoren.

Die Lorentzkraft ist die bewegte Ladung in einem magnetischen und elektrischen Feld, diese ist in jedem Gleichstrommotor zu finden. Kommutatoren sind Einrichtungen. Kommutatoren sind für die Umpolung zuständig.

Mein Lehrer empfiel mir ebenfalls, dass ich mich mal mit Logik- und Gatterschaltungen auseinandersetzten sollte. Es gibt mehrere verschiedene Gatter: "und-Gatter", "oder-Gatter", "nicht-Gatter", "nand-Gatter", "Nor-Gatter", "xor-Gatter" und "xnor-Gatter".

Zum Thema Schaltplan bedurfte ich ebenfalls ein "Brain-Storming" zu machen. Mir kamen dazu Ideen, wie zum Beispiel der elektromechanischen Antrieb mit Ansprechverzögerungen, Schalter, Widerstände und Dioden (.....

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Wird der Schalter nun betätigt, brennt die Lampe nicht (wird rückgesetzt).

Zudem habe ich drei Widerstände eingebaut. Einen vor dem Schalter, einen nach der Lampe und einen vor dem Ausgang. Die Spannung, welche der Schaltung angepasst wurde beträgt ungefähr 5 Volt.


RS-Flipflop: Lampe: Widerstand:


Schalter:


Nach vielen Versuchen, eine vernünftige Schaltung zu kreieren, kam mir mein Seminarkurslehrer zur Hilfe und schlug mir diese Schaltung vor:

Diese Schaltung besitzt auch ein RS-FlipFlop (schwarze "Platte" in der Mitte) mit drei Widerständen (ein Draht welcher den zylinderförmigen Widerstand durchläuft) und einer Lampe (rote Glühlampe), welche ebenfalls ein Symbol für den Motor darstellen sollte. Diese Schaltung besitzt jedoch keine Schalter sondern zwei Taster (orange eingefärbt) :

Bild 1 (Vogelperspektieve): Bild 2 (von der rechten Seite):


Bild 3 (von der linken Seite):


Funktion:

Meiner Meinung nach, kennt jeder Schiebetore, weiß was das ist und welche Funktion Schiebetore besitzen. Schiebetore sind demnach sehr praktisch, da sie keinen Schwenkraum benötigen und sie beim Öffnen und Schließen in der "Torebene" bleiben. "Meine" Schaltung hilft also vielen Personen im Alltag. Man betätigt einen Knopf per Fernbedienung oder direkt am Tor und das Tor öffnet bzw. schließt sich.


.....

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