Grundlagen der Technik: Mechanik, Elektronik & Datenbanken

Grundlagen der Mechanik

Hebeltypen

• Erster Ordnung: Last (R), Kraft (P), Drehpunkt (F)
• Zweiter Ordnung: Kraft (P), Last (R), Drehpunkt (F)
• Dritter Ordnung: Kraft (P), Drehpunkt (F), Last (R)

Mechanische Systeme

Schneckengetriebe

Dient zur Übertragung von Bewegung zwischen zwei Achsen, die sich in einem 90°-Winkel kreuzen. Es besteht aus einer einzelnen, zahnförmigen Schnecke und einem Zahnrad. Bei jeder Umdrehung der Schnecke bewegt sich nur ein Zahn des Zahnrads.

Eigenschaften: Überträgt Bewegung über rechte Winkel, hohe Kosten, geräuscharme Bewegung.

Zahnstangengetriebe

Besteht aus einem Ritzel mit geraden Zähnen, das in eine Zahnstange eingreift. Das Ritzel dreht sich, während sich die Zahnstange geradlinig bewegt. Dieser Mechanismus ermöglicht auch die Umwandlung einer geradlinigen Bewegung der Zahnstange in eine Drehbewegung des Ritzels.

Spindel-Mutter-System

Besteht aus einer Spindel und einer Mutter, deren Innendurchmesser mit dem Durchmesser der Spindel übereinstimmt. Bei Drehung der Spindel, während die Mutter fest ausgerichtet bleibt, wird eine geradlinige Bewegung erzeugt (z.B. beim Gewindeschneiden) und umgekehrt.

Kurbelstangenmechanismus

Besteht aus einer Kurbel und einer Stange. Durch Drehen des Rades überträgt die Kurbel eine Drehbewegung auf die Stange, die eine Hin- und Herbewegung ausführt (funktioniert auch umgekehrt).

Kurbelwelle

Wenn eine Reihe von Stangen in einem Winkel auf derselben Achse angeordnet sind und jede als Kurbel fungiert, spricht man von einer Kurbelwelle. Sie wandelt eine Drehbewegung in verschiedene, phasenverschobene Hin- und Herbewegungen der Stangen um. Ebenso kann sie die Hin- und Herbewegung der Stangen in eine Drehbewegung der Achse umwandeln.

Nocken

Ein Nocken ist ein rotierendes Bauteil, das einen Stößel (Folger) in einer bestimmten Bewegung führt. Der Nocken wandelt die Drehbewegung eines Rades in eine geradlinige Hin- und Herbewegung des Stößels um, der dabei dem Profil des Nockens folgt.

Exzenter

Besteht aus einem rotierenden Rad oder einer Scheibe, deren Drehachse nicht mit dem Mittelpunkt des Umfangs zusammenfällt. Er wandelt die Drehbewegung des Rades in eine variierende geradlinige Hin- und Herbewegung um. Der Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Umfangs und der Drehachse wird als Exzentrizität bezeichnet.

Grundlagen der Elektrotechnik

Elektrische Größen

• Elektrische Ladung: Coulomb (C)
• Stromstärke: Ampere (A). Gemessen mit einem Amperemeter. 1 A = 1 C/Sekunde.
• Widerstand: Ohm (Ω). Gemessen mit einem Ohmmeter.
• Spannung: Volt (V)

Ohmsches Gesetz

Die grundlegenden Beziehungen zwischen Spannung, Stromstärke und Widerstand:

• I = V / R
• V = I * R
• R = V / I

Elektrische Leistung

Die elektrische Leistung (P) wird in Watt (W) gemessen und kann berechnet werden als:

• P = V * I
• P = I² * R

Stromarten

Gleichstrom (DC)

Geringe Spannung, geringe Stromstärke, dünne Kabel. Elektronen fließen nur in eine Richtung, und die Stromstärke bleibt über die Zeit konstant.

Wechselstrom (AC)

Hohe Spannung. Fließt in beide Richtungen. Die Stromstärke ist nicht konstant, sondern ändert sich kontinuierlich.

Elektronische Bauelemente

Toleranz

Die Toleranz ist die zulässige Abweichung zwischen dem tatsächlichen und dem Nennwert eines Widerstands. Sie definiert den Bereich zwischen dem maximalen und minimalen Wert eines Widerstands.

Potentiometer

Ein Potentiometer ist ein variabler Widerstand, dessen Wert in Ohm mittels eines Schiebers oder Drehreglers geändert werden kann. Es wird häufig zur Einstellung der Lautstärke oder Helligkeit in audiovisuellen Geräten verwendet.

LDR (Light Dependent Resistor)

Ein LDR ist ein Widerstand, dessen Wert sich mit der Intensität des empfangenen Lichts ändert (mehr Licht = weniger Widerstand).

Thermistoren

• NTC (Negative Temperature Coefficient): Widerstand nimmt mit steigender Temperatur ab.
• PTC (Positive Temperature Coefficient): Widerstand nimmt mit steigender Temperatur zu.

Diode

Eine Diode ist ein elektronisches Bauteil aus Halbleitermaterial, das den Stromfluss nur in eine Richtung zulässt. Eine LED (Light Emitting Diode) ist eine spezielle Diode, die leuchtet, wenn Strom durch sie fließt.

Transistor

Der Transistor ist ein grundlegendes Element in elektronischen Schaltungen. Er besteht aus drei Halbleiterschichten und besitzt drei Anschlüsse: Kollektor, Basis und Emitter. Diese Anschlüsse werden gekapselt, um die Montage auf einer Leiterplatte zu ermöglichen.

Kondensator

Ein Kondensator besteht aus zwei flachen, parallelen Metallplatten, die durch einen Isolator (Dielektrikum) getrennt sind. Er kann elektrische Energie speichern.

Grundlagen von Datenbanken

Datenbank

Eine Datenbank ist eine organisierte Sammlung von Daten, die nach bestimmten Kriterien gesammelt und gespeichert werden.

Datensatz (Record / Zeile)

Ein Datensatz enthält alle Informationen zu einem bestimmten Eintrag oder Thema.

Feld (Spalte)

Ein Feld ist eine Kategorie, die einen bestimmten Teil des Inhalts eines Datensatzes darstellt.

Formular

Ein Formular präsentiert die Daten einer Tabelle in einer übersichtlicheren, attraktiveren und benutzerfreundlicheren Weise. Es ermöglicht das Anzeigen, Eingeben und Ändern von Daten.

Abfrage (Query)

Eine Abfrage ist das leistungsstärkste Verfahren, um Informationen aus einer Datenbank zu extrahieren. Sie ermöglicht es, die organisierten und verfügbaren Daten gezielt zu nutzen.

Bericht

Ein Bericht ist eine Zusammenfassung, die Daten aus einer oder mehreren Tabellen enthält. Berichte ermöglichen die übersichtliche Präsentation der in organisierten Tabellen gespeicherten Daten.