Versuch 1 fertig

Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/.~lock.A2_2_3.csv#

@@ -0,0 +1 @@
+,chrissi,chrissi-lapop,21.05.2026 20:33,file:///home/chrissi/snap/libreoffice/373/.config/libreoffice/4;

Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/A2_2_3.csv

@@ -0,0 +1,9 @@
+,,,,,,
+,,,,,,
+,,,,,,
+,Impedanz,Phasenwilkel,Ohmscher R,BlindR,Induktivität,Güte
+,Z [Ohm],Rho [°],R_L [Ohm],X_L [Ohm],L [mH],Q
+Offen 5Hz,46,8.2,45.7,6.6,210,0.145
+Offen 50Hz,83.7,46,58,60.3,192,1.039
+Zu 5Hz,48,12.5,46.664,10.15,340,0.225
+Zu 50Hz,131.45,48.23,87.5,98,312,1.12

Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Versuch1_Peschka_Debray_Jacobs.tex

@@ -34,6 +34,7 @@
 \usepackage{subcaption}
 \usepackage[hidelinks]{hyperref} % Verlinktes Inhaltsverzeichnis ohne rote Rahmen
 \usepackage{csvsimple-l3}
+\usepackage{placeins}
 
 % --- Kopf- und Fußzeile ---
 \usepackage[headsepline]{scrlayer-scrpage}
@@ -105,6 +106,43 @@ Durchzugsspannung: & 6,6V \\
 Abfallspannung: & 2,8V \\
 \end{tabular}
 
+\subsubsection{Messungen}
+
+\begin{table}[htbp]
+    \centering
+    \caption{Messwerte der Impedanzmessung}
+    \label{tab:impedanzmessung}
+    \begin{tabular}{lcccccc}
+        \hline
+        Messung & $Z$ [\si{\ohm}] & $\rho$ [$^\circ$] & $R_L$ [\si{\ohm}] & $X_L$ [\si{\ohm}] & $L$ [\si{\milli\henry}] & $Q$ \\
+        \hline
+        Offen 5Hz  & 46    & 8.2   & 45.7   & 6.6   & 210 & 0.145 \\
+        Offen 50Hz & 83.7  & 46    & 58     & 60.3  & 192 & 1.039 \\
+        Geschlossen 5Hz     & 48    & 12.5  & 46.664 & 10.15 & 340 & 0.225 \\
+        Geschlossen 50Hz    & 131.45 & 48.23 & 87.5   & 98    & 312 & 1.12 \\
+        \hline
+    \end{tabular}
+\end{table}
+
+\begin{figure}[htbp]
+    \centering
+
+    \begin{minipage}{0.48\textwidth}
+        \centering
+        \includegraphics[width=\textwidth]{Bilder/offen5Hz.jpeg}
+        \caption{Zeigerdiagramm, offen,  \SI{5}{\hertz}}
+        \label{fig:offen5hz}
+    \end{minipage}
+    \hfill
+    \begin{minipage}{0.48\textwidth}
+        \centering
+        \includegraphics[width=\textwidth]{Bilder/geschlossen5Hz.jpeg}
+        \caption{Zeigerdiagramm, geschlossen,  \SI{5}{\hertz}}
+        \label{fig:geschlossen5hz}
+    \end{minipage}
+
+\end{figure}
+
 \subsubsection{Reale Spule}
 
 $R_{\mathrm{Cu}}$ = Widerstand des Kupferdrahtes \\
@@ -112,9 +150,13 @@ $R_{\mathrm{Fe}}$ = Eisenverluste beim Ummagnetisieren \\
 Bei der Messung des Widerstandes misst man die Reihenschaltung aus dem $R_{\mathrm{Cu}}$ und dem frequenzabhängigen $R_{\mathrm{Fe}}$.\\
 $L_\sigma$ = Streuinduktivität
 
+\clearpage
+
 \subsection{Untersuchungen im Steuerkreis eines mechanischen Relais}
 
-\begin{figure}[htbp]
+\subsubsection{Messung mit dem Oszilloskop}
+
+\begin{figure}[H]
     \centering
     % Linkes Bild: Einschaltvorgang
     \begin{subfigure}{0.48\textwidth}
@@ -135,7 +177,9 @@ $L_\sigma$ = Streuinduktivität
     \label{fig:messung_1}
 \end{figure}
 
-\begin{figure}[htbp]
+\FloatBarrier
+
+\begin{figure}[H]
     \centering
     % Linkes Bild: Einschaltvorgang
     \begin{subfigure}{0.48\textwidth}
@@ -156,7 +200,9 @@ $L_\sigma$ = Streuinduktivität
     \label{fig:messung_2}
 \end{figure}
 
-\begin{figure}[htbp]
+\FloatBarrier
+
+\begin{figure}[H]
     \centering
     % Linkes Bild: Einschaltvorgang
     \begin{subfigure}{0.48\textwidth}
@@ -177,6 +223,8 @@ $L_\sigma$ = Streuinduktivität
     \label{fig:messung_3}
 \end{figure}
 
+\FloatBarrier
+
 
 \subsubsection{Diskussion der Messergebnisse}
 
@@ -192,7 +240,9 @@ Der Gegenstrom resultiert aus der im B-Feld des Jochs gespeicherten magnetischen
 
 \subsection{Untersuchungen zum Zeitverhalten eines mechanischen Relais}
 
-\begin{figure}[htbp]
+\subsubsection{Messung mit dem Oszilloskop}
+
+\begin{figure}[H]
     \centering
     % Linkes Bild: Einschaltvorgang
     \begin{subfigure}{0.48\textwidth}
@@ -213,7 +263,9 @@ Der Gegenstrom resultiert aus der im B-Feld des Jochs gespeicherten magnetischen
     \label{fig:zeitbereich_messung_a}
 \end{figure}
 
-\begin{figure}[htbp]
+\FloatBarrier
+
+\begin{figure}[H]
     \centering
     % Linkes Bild: Einschaltvorgang
     \begin{subfigure}{0.48\textwidth}
@@ -234,6 +286,8 @@ Der Gegenstrom resultiert aus der im B-Feld des Jochs gespeicherten magnetischen
     \label{fig:zeitbereich_messung_b}
 \end{figure}
 
+\FloatBarrier
+
 % Skizzen fehlen noch
 
 \subsubsection{Ansprechzeit, Rückfallzeit und Prellzeit}
@@ -266,6 +320,8 @@ Dies korreliert mit der verkürzten Ansprechzeit.
 
 \subsection{Untersuchungen zum Zeitverhalten eines Phototransistors (Elektronisches Relais)}
 
+\subsubsection{Messung mit dem Oszilloskop}
+
 \begin{figure}[H]
     \centering
     % Linkes Bild: Einschaltvorgang
@@ -306,4 +362,33 @@ Die Verlustleistung ist mit $60\,\mathrm{mW}$ deutlich kleiner als die $3,2\,\ma
 
 \section{Ausarbeitung}
 
+\subsection{Reale Relaisspule}
+
+Bei einer idealen Induktivität steigt oder fällt der Strom exponentiell entsprechend der Zeitkonstante
+$\tau = \dfrac{L}{R}$
+
+Beim Relais verändert sich zusätzlich während des Schaltvorgangs die Induktivität mechanisch, weil sich der Anker bewegt. Sobald der Anker anzieht, verändert sich der magnetische Kreis sprunghaft. Dadurch steigt die Induktivität plötzlich an.
+
+\subsection{Freilaufdiode}
+
+Die rückinduzierte Spannung kann Ströme erzeugen, die den p-n-Übergang eines Halbleitertransistors zerstören können. Deshalb muss eine Freilaufdiode zum Schutz verbaut werden.
+
+\subsection{Reiben der Kontaktflächen aufeinander}
+
+Durch die Reibbewegung werden Oxidschichten, Verschmutzungen und kleine Ablagerungen von den Kontaktflächen entfernt.
+
+Dadurch bleibt der Übergangswiderstand klein und ein sicherer elektrischer Kontakt wird gewährleistet.
+
+\subsection{Einschaltvorgang einer Glühlampe}
+
+Der Glühfaden besitzt im kalten Zustand einen deutlich kleineren Widerstand als im heißen Betriebszustand.
+
+Beim Einschalten fließt deshalb kurzzeitig ein sehr hoher Einschaltstrom, der ein Vielfaches des Nennstroms betragen kann.
+
+\subsection{Probleme beim Einsatz von mechanischen Relais}
+
+Da mechanische Relais aus beweglichen Teilen aufgebaut sind, arbeiten sie nicht verschleißfrei. Diese mechanische Ermüdung wirkt sich besonders bei hochfrequenten Schaltvorgängen aus.
+
+Phototransistoren besitzen diese Probleme nicht und bieten, wie bereits zuvor analysiert, weitere Vorteile.
+
 \end{document}