Dienstag, 13. Juni 2023

Fachbegriffe Elektrotechnik

Elektrotechnik-ABC: Grundlagen und Begriffe

Hier sind einige optimierte Fachbegriffe aus der Elektrotechnik mit einfachen Erklärungen. Diese Liste wird kontinuierlich erweitert.

 

 

 

Sicherung:
Schutzeinrichtung zum Unterbrechen des Stromflusses bei Überlast oder Kurzschluss.

Leistung:
die in einer bestimmten Zeit umgesetzte elektrische Energie.

Spannung:
elektrische Potenzialdifferenz zwischen zwei Punkten.

Strom:
elektrische Ladungsmenge, die pro Zeiteinheit durch einen Leiter fließt.

Widerstand:
Maß für die Behinderung des Stromflusses in einem elektrischen Leiter.

Ohm'sches Gesetz:
Beziehung zwischen Stromstärke, Spannung und Widerstand in einem elektrischen Stromkreis.

Kapazität:
Fähigkeit eines Bauelements, elektrische Ladung zu speichern.

Induktivität:
Fähigkeit eines Bauelements, elektrische Energie in magnetische Energie umzuwandeln und umgekehrt.

Transformator:
elektrisches Gerät zum Umwandeln von Wechselspannungen in andere Spannungen.

Generator:
Gerät zur Erzeugung von elektrischer Energie.

Transistor:
elektronisches Bauelement zur Verstärkung und Schaltung von elektrischen Signalen.

Diode:
elektronisches Bauelement, das den Strom nur in einer Richtung passieren lässt.

Kondensator:
elektrisches Bauelement zur Speicherung von elektrischer Energie.

Spule:
elektrisches Bauelement zur Erzeugung eines magnetischen Feldes.

Relais:
elektromechanisches Schaltelement zur Steuerung größerer Ströme oder Spannungen.

Potentiometer:
regelbarer Widerstand zur Einstellung von elektrischen Spannungen.

Steckverbinder:
elektrisches Bauteil zum Verbinden von Leitungen und Geräten.

Schalter:
elektrisches Bauteil zum Unterbrechen oder Herstellen des Stromflusses.

Leistungsfaktor:
Verhältnis von Wirkleistung zur Scheinleistung in einem Wechselstromkreis.

Wirkleistung:
elektrische Leistung, die tatsächlich in einer Schaltung genutzt wird.

Blindleistung:
elektrische Leistung, die zwischen Spannungsquelle und Verbraucher hin und her fließt, ohne tatsächlich genutzt zu werden.

Scheinleistung:
mathematische Kombination von Wirkleistung und Blindleistung in einem Wechselstromkreis.

Drehstrom:
elektrischer Strom, bei dem drei Wechselströme mit gleicher Frequenz, aber phasenverschoben zueinander, fließen.

Schaltplan:
grafische Darstellung eines elektrischen Schaltkreises.

Schutzklasse:
Klassifizierung von elektrischen Geräten nach ihrem Schutz gegen Berührungsspannung.

Erdung:
Verbindung eines leitfähigen Teils mit der Erde, um einen sicheren elektrischen Bezugspunkt herzustellen.

EMV:
Elektromagnetische Verträglichkeit - Maß für die Fähigkeit eines Geräts, störungsfrei in einer elektromagnetischen Umgebung zu arbeiten.

Frequenz:
Anzahl der Schwingungen pro Sekunde in einem Wechselstromkreis.

Schwingung:
periodische Bewegung zwischen zwei Grenzpunkten.

Sicherheitstransformator:
Transformator, der die elektrische Sicherheit erhöht, indem er die Spannung herabsetzt.

Photovoltaik:
direkte Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie mithilfe von Solarzellen.

Gleichstrom:
Strom, bei dem die Ladungsträger in eine Richtung fließen.

Wechselstrom:
Strom, bei dem die Richtung der Ladungsträger periodisch wechselt.

Niederspannung:
elektrische Spannung, die geringer ist als eine bestimmte festgelegte Grenze.

Hochspannung:
elektrische Spannung, die höher ist als eine bestimmte festgelegte Grenze.

Schutzart:
Klassifizierung von elektrischen Geräten nach ihrem Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern und Feuchtigkeit.

Durchgangsprüfung:
Prüfverfahren zur Überprüfung der Leitfähigkeit eines elektrischen Leiters.

Isolationsprüfung:
Prüfverfahren zur Überprüfung der Isolationsfestigkeit eines elektrischen Betriebsmittels.

EMV-Prüfung:
Prüfverfahren zur Überprüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit eines Geräts.

Potentialausgleich:
Verbindung von leitfähigen Teilen, um Spannungsdifferenzen auszugleichen und mögliche Gefahren zu vermeiden.

Kurzschlussschutz:
Schutzvorrichtung, die den Stromfluss bei einem Kurzschluss unterbricht.

Erdungswiderstand:
Widerstand zwischen dem geerdeten Teil eines elektrischen Systems und der Erde.

Gleichrichter:
elektronisches Bauelement zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom.

Motor:
elektrisches Gerät, das elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt.

Schutzschalter:
Schalter, der den Stromkreis bei Überlast oder Kurzschluss unterbricht.

Dämmerungsschalter:
Schalter, der bei Einbruch der Dunkelheit automatisch das Licht einschaltet.

Steckdose:
elektrische Anschlussvorrichtung zum Anschließen von Geräten an das Stromnetz.

Trennschalter:
Schalter, der einen Stromkreis sicher und dauerhaft unterbricht.

Batterie:
elektrische Energiequelle, die aus mehreren Zellen besteht.

Schutzbeschaltung:
Schaltung, die zum Schutz von elektrischen Betriebsmitteln verwendet wird.

Schaltschrank:
gehäuseter Bereich zur Aufnahme von elektrischen Schaltgeräten.

Sicherheitsbeleuchtung:
Beleuchtungssystem zur Sicherstellung von ausreichender Beleuchtung im Notfall.

Lichtbogen:
elektrische Entladung zwischen zwei Elektroden.

EMF:
Elektromotorische Kraft - elektrische Spannung, die durch eine Energiequelle erzeugt wird.

Leitung:
elektrischer Draht oder Kabel zur Übertragung von elektrischem Strom.

Schaltgerät:
elektrisches Bauteil zur Steuerung oder Schaltung von elektrischem Strom.

Schaltschütz:
elektromechanisches Schaltgerät zur Steuerung von Leistungsströmen.

Netzfilter:
elektrische Schaltung zur Unterdrückung von Störungen in einem Netzwerk.

Kabelkanal:
Schutzvorrichtung zum Führen und Verbergen von Kabeln.

Blitzableiter:
Vorrichtung zum Schutz vor Blitzschäden durch Ableitung des Blitzstroms in die Erde.

Lastschalter:
Schalter zum Ein- und Ausschalten einer elektrischen Last.

Leistungstransformator:
Transformator, der elektrische Energie mit minimalen Verlusten überträgt.

FI-Schalter:
Fehlerstromschutzschalter - Schutzvorrichtung zur Erkennung von Fehlerströmen und Unterbrechung des Stromkreises.

Leistungsregelung:
Regelung der elektrischen Leistung in einem Stromkreis.

Schaltplananalyse:
Untersuchung eines Schaltplans zur Überprüfung der Funktion und Sicherheit.

Potentialfrei:
elektrischer Kontakt, der keine Verbindung zum Erdpotenzial hat.

Verpolungsschutz:
Schutzvorrichtung, um eine falsche Polung zu verhindern.

Stromstoßschalter:
Schalter, der einen Impuls zur Änderung des Schaltzustands verwendet.

Drehschalter:
Schalter mit mehreren Positionen zur Auswahl verschiedener Schaltzustände.

Schaltnetzteil:
elektronisches Netzteil, das die Eingangsspannung in eine andere Ausgangsspannung umwandelt.

Frequenzumrichter:
elektronisches Gerät zur Steuerung der Drehzahl eines Motors durch Änderung der Frequenz.

Stromrichter:
elektronisches Bauteil zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom oder umgekehrt.

Schwingkreis:
elektrischer Schaltkreis, der eine schwingende Spannung oder Strom erzeugt.

Selektivität:
Eigenschaft eines Schutzsystems, nur den defekten Teil des Stromkreises abzuschalten.

Wattmeter:
Messgerät zur Messung der elektrischen Leistung.

Amperemeter:
Messgerät zur Messung des elektrischen Stroms.

Voltmeter:
Messgerät zur Messung der elektrischen Spannung.

Oszilloskop:
Messgerät zur Darstellung und Analyse von elektrischen Signalen.

Fehlerstrom:
Strom, der aufgrund eines Fehlers in einem Stromkreis abfließt.

Schutzhaube:
Schutzvorrichtung zum Abdecken von gefährlichen Teilen eines elektrischen Geräts.

Gleichrichterschaltung:
Schaltung zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom.

Wärmeschutzschalter:
Schalter, der bei Überhitzung den Stromkreis unterbricht.

Verdrahtung:
Anordnung und Verbindung von elektrischen Leitern in einem System.

Klemme:
elektrische Verbindungsvorrichtung zum sicheren Anschließen von Leitern.

Überspannungsschutz:
Schutzvorrichtung zum Schutz vor zu hohen Spannungsspitzen.

Messwandler:
elektrisches Gerät zur Messung von Strom oder Spannung in einem Stromkreis.

Leiterbahn:
leitfähige Spur auf einer Leiterplatte zur elektrischen Verbindung von Komponenten.

Leitungsquerschnitt:
Maß für die Querschnittsfläche eines elektrischen Leiters.

Impedanz:
Gesamtwiderstand in einem Wechselstromkreis, einschließlich Widerstand und Reaktanz.

Schutzrelais:
elektrisches Relais zur Überwachung und Schutz eines Stromkreises.

Entladung:
Entfernung von elektrischer Ladung aus einem Bauelement oder System.

Schutzbrücke:
elektrische Vorrichtung zum Schutz vor Überspannungen.

Messgerät:
elektrisches Gerät zur Messung von Strom, Spannung oder Leistung.

Dämmerungssensor:
Sensor, der die Helligkeit erkennt und entsprechend reagiert.

Lastausgang:
Ausgang eines Geräts, der zur Versorgung von elektrischen Lasten verwendet wird.

Sicherheitsventil:
Schutzvorrichtung, die Druck in einem System begrenzt.

Resonanz:
Zustand, in dem die Frequenz eines äußeren Signals mit der natürlichen Frequenz eines Systems übereinstimmt.

Verbindungsdose:
elektrische Vorrichtung zum Verbinden von Leitungen in einem Stromkreis.

Überstromschutz:
Schutzvorrichtung, die den Stromfluss bei übermäßigem Strom unterbricht.

Potentialfreier Kontakt:
elektrischer Kontakt, der keine elektrische Verbindung zu anderen Teilen hat.

Isolationswiderstand:
Widerstand, der die Isolationsfestigkeit zwischen elektrischen Leitern misst.

Spannungsabfall:
Reduzierung der Spannung aufgrund von Widerstand oder Impedanz in einem Stromkreis.

Messgenauigkeit:
Genauigkeit eines Messgeräts bei der Messung von elektrischen Größen.

Überspannung:
vorübergehender Anstieg der Spannung über einen bestimmten Wert in einem Stromkreis.

Strombegrenzung:
Begrenzung des Stromflusses in einem Stromkreis durch spezielle Vorrichtungen oder Schaltungen.

Energieeffizienz:
Maß für die Effizienz der Energieumwandlung in einem System oder Gerät.

Zeitrelais:
elektrisches Relais, das zeitverzögert reagiert.

Brandschutz:
Maßnahmen zum Schutz vor Bränden in elektrischen Systemen.

Leitungslänge:
Länge eines elektrischen Leiters, die den Widerstand und den Spannungsabfall beeinflusst.

Spannungsteiler:
Schaltung zur Aufteilung der elektrischen Spannung auf verschiedene Widerstände.

Signalverstärkung:
Erhöhung der Stärke eines elektrischen Signals durch Verstärkungsschaltungen.

Not-Aus-Schalter:
Schalter, der den Stromkreis in Notfallsituationen sofort unterbricht.

Entstörung:
Maßnahmen zur Reduzierung von Störungen und Interferenzen in elektrischen Systemen.

Thermistor:
Temperaturabhängiger Widerstand zur Überwachung der Temperatur in einem Stromkreis.

Leistungsfaktor:
Verhältnis von Wirkleistung zur Scheinleistung in einem Wechselstromkreis.

Phasenverschiebung:
Zeitliche Verschiebung zwischen zwei elektrischen Signalen in einem Wechselstromkreis.

Blindleistung:
Leistung, die aufgrund von Blindströmen in einem Wechselstromkreis entsteht.

Zählerschrank:
gehäuseter Bereich zur Aufnahme von Stromzählern und Sicherungen.

Transformatorkühlung:
Kühlsystem zur Abfuhr der Wärmeenergie in einem Transformator.

Kondensator:
elektrisches Bauelement zur Speicherung von elektrischer Energie.

Anlaufstrom:
Strom, der beim Starten eines Motors kurzzeitig erhöht ist.

Schwingkreis:
elektrischer Schaltkreis, der eine schwingende Spannung oder Strom erzeugt.

Selektivität:
Eigenschaft eines Schutzsystems, nur den defekten Teil des Stromkreises abzuschalten.

 

Schutzmaßnahmen

Schutzmaßnahmen für den Schutz von Personen und Sachwerten in der Elektrotechnik

Bei der Nutzung elektrischer Anlagen ist es von größter Bedeutung, dass weder Personen noch Tiere zu Schaden kommen und dass Sachwerte vor Gefährdungen geschützt werden. Aus diesem Grund sind spezifische Schutzmaßnahmen erforderlich, um elektrische Unfälle zu vermeiden und zu verhindern.

Im Falle von Fehlern in elektrischen Anlagen oder Geräten muss unbedingt verhindert werden, dass eine gefährlich hohe Berührungsspannung aufrechterhalten bleibt. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist durch das automatische Abschalten der Anlage.

 

 

Basisschutzmaßnahmen für den sicheren Betrieb elektrischer Anlagen

Der Basisschutz gewährleistet den Schutz vor elektrischen Schlägen im Normalbetrieb, wenn keine Fehler in der elektrischen Anlage vorliegen.

Der Basisschutz kann durch Basisisolierung oder Abdeckungen erreicht werden. Es ist entscheidend, dass gefährliche aktive Teile nicht berührbar sind und berührbare leitfähige Teile keinesfalls zu gefährlichen aktiven Leitern werden.

 

Basisisolierung von aktiven Teilen
Aktive Teile müssen vollständig mit einer elektrisch und mechanisch widerstandsfähigen Isolierung umhüllt sein. Diese Isolierung darf nur durch Zerstören entfernt werden können. Oxidschichten, Faserstoffumhüllungen, Lack und Emaille-Überzüge erfüllen diese Anforderungen nicht.

Abdeckungen oder Umhüllungen
Abdeckungen oder Umhüllungen, beispielsweise von Schaltern oder Steckdosen, dienen dem Schutz vor direkter Berührung. Sie müssen mindestens der Schutzart IP 2X oder IP XXB entsprechen. Bei leicht zugänglichen Oberflächen von Abdeckungen ist eine Mindestschutzart von IP 4X oder IP XXD vorgeschrieben. Abdeckungen oder Umhüllungen müssen sicher befestigt sein und nur mit Werkzeug entfernt werden können.

 

Der Basisschutz ist erforderlich, wenn die Betriebsspannung 25V Wechselspannung
oder 60V Gleichspannung überschreitet und wird kategorisiert mit den Schutzklassen.

 

Schutzklassen in der Elektrotechnik

In der Elektrotechnik gibt es verschiedene Schutzklassen, die den Schutz gegen elektrische Gefahren definieren.

 

Schutzklasse 0:
In dieser Schutzklasse besteht neben der Basisisolierung kein weiterer Schutz gegen einen elektrischen Schlag. Eine Verbindung zum Schutzleitersystem ist nicht möglich. Der Schutz erfolgt ausschließlich durch die Umgebung des Betriebsmittels.

 

Schutzklasse I:
Bei dieser Schutzklasse werden elektrische Betriebsmittel mit dem Schutzleitersystem verbunden. Dadurch wird ein zusätzlicher Schutz vor elektrischen Schlägen gewährleistet.

 

Schutzklasse II:
In dieser Schutzklasse werden elektrische Betriebsmittel durch doppelte oder verstärkte Isolation geschützt. Dadurch wird ein Schutz vor elektrischen Gefahren ohne eine Verbindung zum Schutzleitersystem erreicht.

 

Schutzklasse III:
Bei dieser Schutzklasse werden elektrische Betriebsmittel mittels Schutzkleinspannung geschützt. Hierbei wird die Spannung auf eine sichere, niedrige Spannung reduziert, um einen Schutz vor elektrischen Gefahren zu gewährleisten.

Es ist wichtig, die geeignete Schutzklasse entsprechend den Anforderungen und Einsatzbedingungen der elektrischen Anlagen und Geräte auszuwählen, um einen angemessenen Schutz für Personen und Sachwerte zu gewährleisten.

 

 

 

Fehlerschutz in der Elektrotechnik

Der Fehlerschutz hat zum Ziel, den Schutz vor elektrischem Schlag im Fehlerfall sicherzustellen. Sobald ein Fehler in der elektrischen Anlage auftritt, muss der Fehlerschutz aktiv werden und abschalten.

In modernen Elektroinstallationen wird angestrebt, die Abschaltzeiten zu reduzieren. Dies wird durch die Verwendung von automatischen Abschalteinrichtungen im Fehlerfall erreicht.

Die automatische Abschaltung erfolgt durch Überstromschutzeinrichtungen wie zum Beispiel Leitungsschutzschalter oder Fehlerstromschutzschalter (RCD).

 

Es gelten bestimmte Abschaltzeiten, die eingehalten werden müssen:

  • Für Endstromkreise ohne Steckdosen und einem Nennstrom von ≤ 32A beträgt die Abschaltzeit ≤ 0,4 Sekunden.
  • Für Endstromkreise ohne Steckdosen und einem Nennstrom > 32A beträgt die Abschaltzeit ≤ 5 Sekunden.
  • Für Endstromkreise mit Steckdosen und einem Nennstrom von ≤ 32A beträgt die Abschaltzeit ≤ 0,4 Sekunden.
  • Für Endstromkreise mit Steckdosen und einem Nennstrom ≤ 63A beträgt die Abschaltzeit ≤ 0,4 Sekunden.
  • Für Endstromkreise ohne Steckdosen und einem Nennstrom > 63A beträgt die Abschaltzeit ≤ 5 Sekunden.
  • Für Verteilerstromkreise (Zuleitungen) beträgt die Abschaltzeit ≤ 5 Sekunden.

Diese Abschaltzeiten gewährleisten einen effektiven Schutz vor gefährlichen Situationen im Fehlerfall. Es ist wichtig, die entsprechenden Überstromschutzeinrichtungen gemäß den vorgegebenen Abschaltzeiten korrekt auszuwählen und einzusetzen, um die Sicherheit von Personen und Sachwerten zu gewährleisten.

 

 

 

 

Zusatzschutz in der Elektrotechnik

Der Zusatzschutz stellt eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme dar, die zum Einsatz kommt, wenn der Basisschutz oder der Fehlerschutz nicht ausreichend sind.

Ein gängiger Zusatzschutzmechanismus besteht in der Installation einer Fehlerstromschutzeinrichtung, auch als Fehlerstromschutzschalter (RCD) bezeichnet. Diese Vorrichtung erkennt Abweichungen im Stromfluss und schaltet bei einem Fehler sofort ab. Ein Fehlerstromschutzschalter überwacht den elektrischen Strom in einem Stromkreis und erkennt kleinste Abweichungen, die auf einen Fehlerstrom hindeuten könnten, beispielsweise durch einen Isolationsfehler oder einen direkten Kontakt mit spannungsführenden Teilen. Sobald ein solcher Fehlerstrom erkannt wird, schaltet der RCD den Stromkreis sofort ab, um das Risiko eines elektrischen Schlags zu minimieren.

Der Einsatz eines Fehlerstromschutzschalters als Zusatzschutz ist besonders wichtig in Bereichen, in denen Personen einem erhöhten Risiko ausgesetzt sind, wie beispielsweise in Badezimmern, Außenbereichen oder Baustellen. Durch den Zusatzschutz mit einem Fehlerstromschutzschalter wird die Sicherheit weiter verbessert und das Risiko von elektrischen Unfällen verringert.

Es ist empfehlenswert, den Zusatzschutz in elektrischen Anlagen zu berücksichtigen, um eine umfassende Sicherheitsstrategie zu gewährleisten und mögliche Gefahren im Falle von Ausfällen des Basisschutzes oder Fehlerschutzes zu minimieren.