Informations- und Kommunikationstechnik

Willkommen im Fachbereich Elektronik

Dieses Webprojekt stellt den Auszubildenden in den Gymnasialstufen, den Berufsschulklassen der Informations- und Medientechnologie und allen an Elektronik Interessierten grundlegende und weiterführende Informationen zu diesem Themenkreis einschließlich passender mathematischer Hinweise zur Verfügung.

Mathematische Formeln und Herleitungen werden in den Html-Seiten demnächst zunehmend im LaTeX-Format eingebunden. Zur Darstellung im Browser ist das aktuelle Framework MathJax eingebunden.

Neue Fachartikel – letztes Update 12. 11. 2023

Alle Artikel im Bereich Elektrophysik/Elektromagnetismus wurden komplett überarbeitet und mehrfach ergänzt.

Lineare Widerstandsnetzwerke Die Analyse- und Berechnungsverfahren wurden textlich und mathematisch ausführlicher erklärt und hergeleitet.
RC-Phasenschieberbrücke als Allpassfilter Die mathematische Herleitung wurde berichtigt.
Äquivalente Reihen- und Parallelumformungen Der mathematische Teil wurde optimiert.
Quadratische Ergänzung und Parabelfunktion Der mathematische Teil und Textabschnitte wurden überarbeitet.
Messverfahren an ohmschen Widerständen Ergänzt durch Thomson Brücke und Vierdrahtmessung.
Elektrische Leitungen Der Inhalt wurde überarbeitet und im Skin-Effekt ergänzt.
Überlagerung periodischer Signale Der Inhalt und mathematische Herleitungen wurden erweitert.
Fotometrie und Optoelektronik mit neuer interaktiver Simulation der additiven RGB-Farbmischung.
Naturkonstanten definieren die SI-Basiseinheiten Das SI-Basiseinheitensystem bezieht sich auf die definierenden Naturkonstanten und wurde entsprechend überarbeitet.

Interessante und hilfreiche externe Links

Die folgende kleine Linksammlung führt zu externen Internetprojekten. Sie bieten viele gute, verständliche Erklärungen, um Fragen der Physik und Mathematik zu klären oder Vergessenes wieder in Erinnerung zu rufen.

Elektronik von A – Z ✖

Sie finden ein alphabetisch geordnetes Sachregister mit Verlinkungen zu den Projektseiten. Für die Themeninhalte gibt es eine stichpunktartige Kurzbeschreibung.

Die Suchfunktion

Alle Seiten bieten eine JavaScript basierte projektinterne Suchfunktion. Der Suchbegriff muss mindestens 3 Zeichen lang sein. Gültig sind nur Buchstaben und Wortteile ohne Leer- und Sonderzeichen.

Ist die Suche in über 750 Schlagworten erfolgreich, werden die Verlinkungen mit einer kurzen Inhaltsbeschreibung angezeigt. Fachausdrücke der VHS-Videotechnik sind im Register nicht erfasst.

Elektrophysik ✖

Beschrieben werden allgemeine Zusammenhänge zwischen Materie und Elektrizität mit Informationen zu den Elektrizitätsbegriffen: Spannung, Strom und Widerstand. Der Themenkreis umfasst Gleich- und Wechselstromkreisen.

Es gibt allgemeine Informationen zum Magnetismus und speziell zum Elektromagnetismus. Der Inhalt bleibt verständlich und ist den Ausbildungszielen vor einem Fachstudium angepasst.

Es gibt Hinweise zur Messtechnik, Netzanschlusstechnik und zu Schutzmaßnahmen. Zu finden sind fundamentale Informationen zur Rückkopplung, zum Regelkreis, zu Eigenschaften elektrischer Leitungen und zur additiven Farbmischung und Fotometrie.

Elektronikbauteile ✖

Sie finden Beschreibungen zu den hauptsächlichen Bauteilgruppen der Elektronik. Der Themenbereich umfasst lineare und nichtlineare Widerstände, Spulen, Kondensatoren und Halbleiter mit ihren wichtigsten Eigenschaften und Kenndaten.

Analogtechnik ✖

In aufgeteilten Auswahlmenüs für Gleich- und Wechselspannung werden viele passive R-, L-, C-Schaltungen und ihr Verhalten behandelt. Für Gleichstromschaltungen gibt es Beschreibungen zum Innenwiderstand, zu den Anpassungsarten, zur Ersatzspannungs- und Ersatzstromquelle und zur einfachen linearen Netzwerkanalyse.

Für die Wechselstromtechnik werden neben passiven Pässen, Filtern und Schwingkreisen auch die Kompensation von Blindkomponenten und die komplexe Widerstandsberechnung behandelt.

Der dritte Themenbereich behandelt die Spannungs- und Stromversorgung elektronischer Schaltungen. Beschrieben werden Schaltungen zur Gleichrichtung und zur einfachen Spannungs- und Stromstabilisierung.

Analogverstärker ✖

Die unterteilten Auswahlmenüs beinhalten allgemeine Grundlagen und Berechnungen von Verstärkerschaltungen mit Transistoren in ihren drei Grundschaltungstypen. Ebenfalls wird der Transistor als Schalter bei R-, L- und C-Belastung beschrieben.

Sie finden teilweise ausführliche Beschreibungen zu unterschiedlichen Verstärker- und Kippschaltungen mit Transistoren.

Im dritten Teilmenü werden einfache Schaltungen mit Operationsverstärkern, deren Arbeitsweise und Eigenschaften beschrieben.

Signalkunde ✖

Beschrieben werden elektrische Signale im Allgemeinen und im Speziellen periodische sinusförmige Signale. In gibt ein interaktives Lehrprojekt mit dem die Signalausbreitung und Reflexion auf Leitungen erklärt wird.

Beschrieben werden mehrere einfache Oszillatorschaltungen zur Erzeugung sinusförmiger Signale. Für den mathematischen Formelteil sind oft Kenntnisse der komplexen Wechselstromrechnung hilfreich. Anleitungen und Hinweise dazu finden Sie im Menü zur Fachmathematik.

Der Themenkreis behandelt überwiegend analoge Modulations- und Demodulationsmethoden mit teils ausführlicherem mathematischen Hintergrund. Angeboten wird ein Lehrfilm zur PAM-PCM-Technik.

Regelungstechnik ✖

Es werden Grundlagen zur elektronischen Regelungstechnik beschrieben. Der Themenkreis umfasst analoge P-, I- und D-Regler sowie ihre einfachen Kombinationen mit den wichtigsten Eigenschaften. Es gibt Beispiele zu vollständigen Regelkreisen.

Dieser Bereich ist noch unvollständig und wird demnächst erweitert.

Akustikgrundlagen ✖

Sie finden allgemeine Informationen und Definitionen zum Thema Schall. Behandelt werden die Grundlagen zum Dynamischen- und Kondensatormikrofon. Es gibt interaktive Beschreibungen zum Kammeffekt und der Intensitätsstereofonie.

Gerätetechnik ✖

Sie finden Beschreibungen zum prinzipiellen Aufbau und der Funktionsweise diverser Displays wie CRT, LCD, Plasma, OLED usw.

Behandelt werden der analoge Stereorundfunk und die Fernsehtechnik für SW und PAL mit FBAS- und RGB-Signale. Es gibt interaktive Darstellungen zum RGB-Farbkreis und einem Vektorskop für U- und V-Signale des Farbbalkentestbilds.

Die analoge Signalverarbeitung der Video Aufnahme- und Wiedergabetechnik ist nunmehr von nostalgischer Art. Die ausführlichen Blockschaltbilder zeigen nachvollziehbar interessante Signalverarbeitungen in vielen elektronischen Komponenten.

Fachmathematik ✖

Sie finden Themen, die bei der mathematischen Beschreibung elektronischer Schaltungen hilfreich sein können. Erfasst sind Winkelfunktionen, die Dezibelrechnung, allgemeine Hinweise zu Fourierreihen und eine Einführung in die komplexe Rechnung. Der Dirac-Einheitspuls ist in einer interaktiven Herleitung ausführlicher beschrieben.

Es gibt allgemeine Darstellungen zu rein mathematischen Themen wie z. B. Folgen, Reihen, Matrizen und Determinanten sowie algebraischen Polynomen. In ihren Grundlagen ist die Vektoralgebra mit Anwendungsbeispielen erklärt.

Internettechnik ✖

Neben den Grundzügen der Netztechnologie mit Schwerpunkt Rechnernetze, Ethernet und Internet sind einfache Leitungscodes und Zahlensysteme im digitalen Datenverkehr (mit interaktivem Quiz) beschrieben.

Digitaltechnik ✖

Unterschieden zwischen analogen und digitalen Signalen werden neben grundlegenden Einblicken in die Digitaltechnik dargestellt. Behandelt werden logische Grundfunktionen, binäre Verknüpfungen sowie die Gesetze der digitalen Schaltalgebra.

Beschrieben wird der prinzipielle interne Aufbau und die Arbeitsweise von Speicherschaltwerken. Der Themenkreis umfasst einige direkt- und taktgesteuerte Flipflops mit Schaltdiagrammen bei Taktpegel- und Taktflankensteuerung.

Die prinzipiellen Funktionen verschiedener digitaler Zähler-, Auswahl- und Verbindungsschaltungen werden erklärt und mit Diagrammen veranschaulicht, sofern ihre Arbeitsweise im Simulationsprogramm nachvollziehbar war.

Allerlei mit Zahlen ✖

Hier ist eine zur Entspannung gedachte Sammlung mit meist mathematischen Themen zu finden. Die Aufgaben sind aber selten ernst gemeint und es gibt einige erstaunliche Zahlenspielereien.