LF03

Elektrotechnik-Grundlagen#

Grundlegendes elektrotechnisches Wissen ist Voraussetzung, um PC-Hardware, Netzteile und Stromversorgung (USV, RZ-Verkabelung) zu verstehen und sicher damit zu arbeiten.

Grundgrößen#

GrößeFormelzeichenEinheitBedeutung
SpannungUVolt (V)„Antriebskraft" für den Strom — Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten
StromstärkeIAmpere (A)Menge der fließenden Ladung pro Zeit
WiderstandROhm (Ω)Behindert den Stromfluss
LeistungPWatt (W)Umgesetzte Energie pro Zeit

Ohmsches Gesetz#

U = R × I        (Spannung = Widerstand × Strom)

Daraus abgeleitet:

R = U / I          I = U / R

Merkhilfe (Dreieck):

      U
     ───
    R   I

Abdecken der gesuchten Größe zeigt die Formel: U oben, R und I nebeneinander unten → U = R × I, R = U/I, I = U/R.

Leistungsberechnung#

P = U × I               (Leistung = Spannung × Strom)
P = I² × R
P = U² / R

Beispiel: Ein Netzteil liefert 12 V bei 5 A.

P = U × I = 12 V × 5 A = 60 W

Gleichstrom (DC) vs. Wechselstrom (AC)#

MerkmalGleichstrom (DC)Wechselstrom (AC)
StromrichtungKonstant, eine RichtungWechselt periodisch (Sinuskurve)
Frequenz0 HzIn DE: 50 Hz
Einsatz in der ITInnerhalb des PCs (nach Netzteil), Akkus, USBStromnetz, Steckdose (230 V)
BeispielBatterie, PC-Netzteil-AusgangHaushaltssteckdose

Das PC-Netzteil ist ein Gleichrichter: Es wandelt die 230 V AC aus der Steckdose in mehrere Gleichspannungen (12 V, 5 V, 3,3 V DC) für die PC-Komponenten um.

Reihen- und Parallelschaltung#

SchaltungGesamtwiderstandSpannung an BauteilenStrom durch Bauteile
ReihenschaltungR_ges = R1 + R2 + ...Teilt sich aufÜberall gleich
Parallelschaltung1/R_ges = 1/R1 + 1/R2 + ...Überall gleichTeilt sich auf

Prüfungsbeispiele#

„Ein Verbraucher hat einen Widerstand von 100 Ω und liegt an 230 V. Berechnen Sie die Stromstärke."

→ I = U / R = 230 V / 100 Ω = 2,3 A

„Ein Gerät nimmt 2 A bei 230 V auf. Wie hoch ist die Leistung?"

→ P = U × I = 230 V × 2 A = 460 W

„Warum benötigt ein PC-Netzteil einen Gleichrichter?"

→ Die Steckdose liefert 230 V Wechselstrom, aber die Komponenten im PC (CPU, RAM, Mainboard) benötigen stabile Gleichspannungen (z. B. 12 V, 5 V, 3,3 V DC). Das Netzteil wandelt und stabilisiert diese Spannungen.

Quiz#

❓ Ein Verbraucher hat einen Widerstand von 100 Ω und liegt an 230 V. Wie hoch ist die Stromstärke?
❓ Wie lautet das Ohmsche Gesetz?
❓ Welche Aussagen zu Gleich- und Wechselstrom sind korrekt?
❓ Wie berechnet sich der Gesamtwiderstand bei einer Reihenschaltung von R1 und R2?

Siehe auch#

  • pc komponenten — Wo die berechneten Spannungen im PC ankommen
  • energieeffizienz — Leistungsaufnahme und Stromverbrauch im Rechenzentrum
  • esd arbeitsschutz — Sicherer Umgang mit Elektrik bei Hardwarearbeiten
  • usv typen — Spannungsarten (AC/DC) bei unterbrechungsfreier Stromversorgung

Ressourcen#