Meisterkurs

13.03.2004-1 Kinematik - Bewegung ohne Berücksichtigung der Kräfte Dynamik - Bewegung mit Berücksichtigung von Kräften - Translation (geradlinige Bewegung) - Rotation (Drehbewegung) Die Geschwindigkeit v ist der Quotient aus der zurückgelegten Wegstrecke s und der dafür benötigten Zeit t. v(t)=s/t Weg-Zeit-Diagramm [diagramm mit t0,t1,t2,t3 := t0=ursprung,dann anstieg s-achse bis t1, dann waagrecht, dann ab t2 wieder abfall auf 0 bis zur t-achse bei t3] ⇒ [dazu passendes v-t diagramm mit v=pos zwischen t0 und t1 und v=neg zwischen t2 und t3] Dann ein (nicht dazu passendes) v-t diagramm mit v=10 bei x=0 und dann steigung auf v=20 bei t=2 Unter der Beschleunigung a versteht man den Quotienten aus der Geschwindigkeitsänderung a(t)=(delta_v)/t ; delta_v= v2-v1 Beispiel: "Von 0 auf 50km/h in 1.4s" ⇒ a=9.92 m/s^2

Dynamik

Kraft kann man nur an den Auswirkungen erkennen:

Grundgesetz der Mechanik

F = m * a
F_Gewicht = m * 9.81 m/s^2 687 N ~= 70 kg * 9.81 m/s^2

Hooke'sches Gesetz:

F = D * s
Beispiel: 250kg Masse drücken eine Schraubenfeder 5cm zusammen. Gesucht: D? D = F/s ⇒ D = (m*g)/s = (250kg*9.81[m/s^2])/0.05m = 49.05 k[N/m]

Arbeit und Energie

Arbeit wird festgelegt als Produkt aus Kraft und Weg unter der Voraussetzung, dass die Kraft in Richtung des Weges wirkt und konstant ist.

W = F * s Einheit : N m = J = [kg][m^2]/[s^2]
[bild wägeli mit deichsel, deichsel unter winkel alpha nach oben, Vektor F in Richtung deichsel nach oben, Vektor in Zugrichtung = F * cos alpha] Beispiel: [bild Kiste auf Abhang (links=unten, rechts=oben), steigungswinkel alpha, Länge der schräge = l, Kiste mit m, Vektoren von Kiste: In Zugrichtung nach oben Fp (mit alpha gegen die waagrechte) Fg senkrecht nach unten. hier liegt alpha am vektor an, links - bildet gedachtes rechteck mit linie senkrecht zur ebene und linie zwischen ende Fg und gedachtem Fektor MINUS Fp] l=20m, Fg=10kN, alpha=30° FH = sin(α) * FG = 0.5 * 10000 N Fp = FH W = Fp * s = 5000 N * 20 m = 100 kJ

Potentielle, kinetische Energie

Unter Energie versteht man die Fähigkeit eines Körpers, Arbeit zu verrichten.

Epot = m * g * h Ekin = 1/2 * m * v^2
E_Feder = 1/2 * D * s^2 Fortsetzung mit Blatt 13.03.2004-3:

Elektrizitätslehre

Gesetzliche Basisgrösse und Basiseinheit: - Die Stromstärke I (Einheit Ampere [A]) Die Ladung Q: Q = I * t Elektrische Spannung U : Volt [V] Spannung ist der Quotient aus der Arbeit, die an der Ladung verrichtet wurde, und der Ladung U = W/Q Einheit [Nm / As = V]

Beispiel: Ein Elektron aus einer Batterie mit 1.5 Volt kann die Arbeit 2.4 * 10 ^ -19 Nm arbeiten, ein Elektron aus einer Spannungsquelle von 1500 V kann 2.4 * 10 ^ -16 Nm Arbeit verrichten, also 1000mal mehr!

Eine Spannung kann nur zwischen zwei Punkten gemessen werden (vgl.: Angabe des Bezugspunktes bei potentieller Energie)

[ Diagramm mit y-Achse=I, x-achse=U, 8 Punkte von denen jeweils 4 zu einer Geraden verbunden sind. Eine ist beschriftet mit R1, die andere mit R2 ] Aus U=W*Q folgt W=U*Q; Q=I*t ⇒ Die elektrische Arbeit ist W = U*I*t [W]=[(Nm/As)*A*s]=Nm=J [W]=[V*A*s] Also 1 Ws = 1 Nm Effektivwerte (auch Hörschwelle !) Hörschwelle p_eff = 2*10^-5 Pa, d.h. p_max = 2.83*10^-5 Pa Lp = 20* log ( p_eff {Anmerkung: !!!} / (2*10^-5 Pa))

Chemie

1.-3. Hauptgruppe: Elektropositiv : Elektronendonatoren Metalle : Basenbildung 4. Hauptgruppe : Metallische und nichtmetallische Zustandsformen, Halbleiter (Ionenbildung sehr selten) 5.-7. Hauptgruppe: Elektronenakzeptoren: Nichtmetalle : Säurebildner 8. Hauptgruppe: Edelgase

Begriffsklärungen

Nuklid: Durch Anzahl der Protonen und Neutronen eindeutig bestimmtes Atom Isotop: Gleiche Protonenzahl, aber unterschiedlich in der Neutronenzahl. Unterscheiden sich in der Masse, aber nicht in den chemischen Eigenschaften Fortsetzung auf Blatt 13.03.2004-5 Sol: Bezeichnung für eine kolloidale Lösung, in der ein fester oder flüssiger Stoff in feinster Verteilung in einem festen, flüssigen oder gasförmigen Medium dispergiert ist. Gel: ? Koagulation: Umwandlung von Sol zu Gel bei kolloidaler Lösung Peptisation: Umwandlung von Gel zu Sol bei kolloidaler Lösung Lösung: ~ sind homogene Gemische aus zwei oder mehreren Stoffen. Ion: Ionen entstehen durch Aufnahme oder Abgabe von Elektronen (d.h. bei einem Atom ist ANzahl Protonen = ANzahl Elektronen. Bei einem Ion ist Anzahl Protonen != Anzahl Elektronen) Fühlschwellen nach DIN ISO 2508253: 250 Hz → 40dB 500 Hz → 60dB 1 kHz → 70dB DIN 45621, Teil 1 = "Freiburger Sprachtest" Zahlen + Einsilber Bandaufnahme, gesprochen von Klaus Wunderlich Teil 2 = Marburger Satztest nach NIEMEIER Teil 3 = Kindertest Verzeichnis der GLN: https://www.refdata.ch/content/partner_d.aspx Übungsaufgabe: Bestimmung des Innenwiderstands einer Batterie. Gegeben: UQ = 1.5 V, RL=400 Ohm, UL = 1.3 V Gesucht: Ri [schaltbild batterie, Ui@Ri, RL, Voltmeter@UL] Spannungsteilerregel: (Ri / RL) = (Ui / UL) => Ri = (Ui * RL)/UL => Ri = ((UQ-UL) * RL) / UL B3:RT:07.09.1999

Fehlervordiagnose bei Hörgeräten sowie Fehlersuche durch Abhören

Allgemein: Aus welchen Gründen kann es zu einer Überprüfung von Hörsystemen kommen?

Welche Daten sind hierzu nützlich? - Hörgerätedaten a) Datenblatt/Normeinstellung b) In Kundeneinstellung c) Kundendaten => erfragen, austesten, ausmessen, auswerten, aufschreiben Ausgangssituation: Kunde betritt das Geschäft und bemängelt einen Defekt → weitere Befragung Begutachtung | +-> Optische - Winkel kontrollieren - Schalleintritt/austritt - Risse im Gehäuse - Verschmutzung - Batteriekontakte - Batterielade - Bedienelemente - Hörerlagerung (mit Otoskop) - Schrauben kontrollieren +-> Messtechnische ¦ +-> akustische - abhören +-> elektro-akustische - Messbox +-> elektrische - Batterie prüfen - Stromaufnahme messen: a) Betriebsstrom b) Ruhestrom

Zweckmässiges Vorgehen beim Abhören

Fehlerauswirkungen und mögliche Ursachen

Gerät rauscht auf M, auf T aber ok ⇒ Mikrofon defekt, MTO-Schalter defekt Gerät rauscht auf T, auf M jedoch ok ⇒ T-Spule defekt, MTO-Schalter defekt Gerät rauscht auf M und T - a) rauschen regelbar - Fehler liegt zwischen Schaltungseingang und Poti - MTO-Schalter - Teil des Vorverstärkers defekt - Mikrofon defekt b) rauschen nicht regelbar - Fehler liegt zwischen Poti und Hörer - Poti defekt - Verstärker defekt ... Akustische Rückkopplung ⇒ - Winkel undicht, Akustikrohr/Lagerung undicht Mechan. Rückkopplung ⇒ Lagerung defekt, z.B. durch einen Sturz ist Schallwandler in falscher Position elektr. Rückkopplung ⇒ "Motor-Boating" Batterie / Batterieentkopplungsglied nur bei analogen & digital programmierbaren Geräten magn. Rückkopplung i.d.R. nur im MT oder T Betrieb; magn. Feld des Hörers koppelt in T-Spule ein. Gerät ist zu leise - GC Steller defekt - Mikro defekt - Hörer defekt (meist jedoch mit Verzerrungen) - Schallaustritt verschmutzt - Verstärker defekt Gerät verzerrt - Mikro defekt - Hörer defekt - Verstärker defekt - Feuchtigkeit im Gerät (Achtung, Einstellung des Limittersystems beachten!) Gerät tot, aber Einschaltknacks - Verstärker defekt - Hörer defekt Gerät tot, kein Einschaltknacks - Batteriekontakt - Unterbrechung im Hörer - Schallaustritt komplett verstopft - MTO-Schalter defekt - Vorverstärker defekt (analoge HG) (fort. 13.03. - 5) Atombindung (auch homöopolare oder kovalente Bindung) = bei der Kombination von _zwei gleichen_ Atomen Ionenbindung (auch heteropolare oder salzartige Bindung) = Verbinden sich 2 Atomer zweier verschiedener Elemente, kann ein vollständiger Übergang eines Elektrons von einem Atom auf das andere stattfinden. Es wird ein gemeinsames Molekülorbital gebildet. Metallbindung: Die Elektronen der äussersten Schale sind wegen der besonderen Art des Aufbaus leicht verschiebbar, bilden daher ein "Elektronengas". pH-Wert: Bezeichnung für die Konzentration der H+ Ionen (H3O+ Ionen). Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der H+-Ionen-Konzentration. pH 7 (d.h. ?? = -lg(10^-7) in einem Liter Wasser 10^-7 g H+ Ionen - stimmt das?) 0<pH<7 ist sauer ; 7<pH<14 ist basisch. Oxidation, Reduktion: früher: ... heute: Oxidation entspricht einer Elektronenabgabe, Reduktion entspricht einer Elektronenaufnahme Zusammengenommen nennt man solche Vorgänge Redoxvorgänge Elektrolyse: Die Ionen aus dem Elektrolyten (Salzlösungen, Säuren, Basen, ...) werden an den Elektroden oxidiert (Anode) bzw. reduziert (Kathode). Aufgaben zur Meisterprüfung: Wie sind die nachstehenden Grössen physikalisch definiert? Nennen Sie die jeweils zugehörige SI-Einheit und deren Ableitung aus den Basiseinheiten. a) Kraft b) Druck c) Arbeit d) Leistung a) F=m*a, [N = kg*(m/s^2)] b) p=F/A, [Pa = (N/m^2) = ((kg*(m/s^2))/(m^2)) = kg/(m*s^2) ] c) W=F*s {F||s, F=const} [J = N*m = kg*((m^2)/(s^2))] d) P=W/t [W = kg*((m^2)/(s^3))] 14.02.2004-1: Für die Hörakustik relevante Normen IEC = International Electrotechnical Commission EN = Europäische Norm DIN = Deutsches Institut für Normung (alt: Deutsche Industrie Norm) CENELEC = Comité Européen de Normalisation Électrotechnique Prüfungsrelevant: DIN EN 60118 Teil 0 Akustik - Hörgeräte Teil 0: Messung der elektroakustischen Eigenschaften Diese Norm enthält die deutsche Übersetzung von IEC 118-0 und IEC 118-0/A1 Ist Ersatz für DIN IEC 118 Teil 0 / 11.86 (relevant für Hersteller zur Einreichung) DIN EN 60118 Teil 7 Teil 7: "Messung der Übertragungseigenschaften von Hörgeräten zum Zwecke der Qualitätssicherung in der Herstellung, Versorgung und Lieferung" Messbox: - Messkammer → Freifeldbedingung herstellen → Abschirmung von Aussengeräuschen - Messung über _definierten_ Kuppler Substitutionsverfahren + lässt sich nicht durch Aussengeräusche beeinflussen (wohl aber die Ergebnisse verfälschen) Komparationsverfahren + kontinuierlicher Frequenzverlauf möglich → Messspitzen können besser erfasst werden 2004-02-14-2: Ablauf einer Messung (wichtig für Prüfung) 1) Batteriespannung messen (unter Last !) 2) Hörgerät zur Messung einstellen - Lautstärkesteller - Tonblende/akustische Filter - Begrenzungssysteme - adaptive Regelsystem inaktiv ! (nicht immer bei allen Herstellern möglich !) 3) HG abhören 4) HG anschliessen - Lage in der Box - Regelmikrofon korrekt positionieren 5) Messverfahren bestimmen - Norm beachten - Messablauf wählen - automatisch/manuell Ruhestrom → Poti min Betriebsstrom → Poti in Trageeinstellung, oder gemäss Norm OSPL90-Wiedergabekurve (veraltet: "LaMax") Frequenz gemäss Norm nur 200Hz-500Hz (also Messbox so einstellen, Zeit sparen !!) btw, die Norm schreibt das "aussehen" der Diagramme vor: Verhältnis x-y Achse: 50dB ^= 1 Dekade Nicht supergenau zeichnen (Zeit sparen!) Das Messequipment hat +/- 5 dB ! Bezugs-OSPL = Pegel bei BPF (hier: 121 dB) Maximaler Ausgangsschalldruckpegel (OSPL90Max) (hier: 128 dB) 2004-02-14-3: Frequenzkurve der akustischen Verstärkung bei grösster Verstärkungseinstellung Le=50dB, wenn a) Kurve mit Le=60dB und OSPL90-Kurve bei einem Punkt weniger als 5dB Abstand haben (wegen der Sättigung) b) Bei Geräten mit nicht abschaltbarer AGC muss der Eingangspegel 50 dB betragen. Vmax BPF, Bezugs-OSPL-90: Zu Angabe ist keine Kurve nötig, Einzelwertmessung reicht ! (Zeit sparen !) Bei Vmax BPF muss der verwendete Le amgegeben werden !!! _Verstärkungswerte_ (NIE La-Werte) Nennwert der Bezugs-Prüfverstärkung Aurical Menu → Modus → Non Standard → Einzelwerte Vorgehensweise: 1) 15 dB von OSPL90 (bei BPF) reduzieren, V darauf einstellen bis entsprechender La erreicht 2) Poti muss jetzt aber noch 7 dB Reserve haben bis zur Vmax60 (hier Le immer 60dB !!!) 3) Falls 2) nicht erfüllt, V (Poti) weiter reduzieren bis 2) erfüllt - oder anders formuliert, ist BPE dann Vmax_BPF - 7 dB [bild mit den drei kurven BPE, Vmax60, OSPL90, markiertem BPF und eingezeichneten mindestabständen (BPE→Vmax60 ≥ 7dB -- oder -- BPE→OSPL90 ≥ 15dB)] 2004-02-14-4: Akustische Kenndaten - Normale akustische Wiedergabekurve - Messbox 60dB - HG BPE/BPV (BPE := BPV bei BPF) - f von 200 Hz bis 5000 Hz ist eine AUSGANGSKURVE - KEINE Verstärkungskurve !!! ("Der Schalldruckpegel im Kuppler wird als Funktion der Frequenz gemessen") Bei Bestimmung der Grenzfrequenzen gilt immer noch die alte DIN 45... Prüfung: Wenn Aufgabe heisst "Konstruieren Sie..." ⇒ Dann nicht aus Aurical ablesen, sondern KONSTRUIEREN ! BPV-15 dB → waagrechte Ziehen → Schnittpunkte mit Kurve sind fu, fo bei fo: schreiben fo ~~ (rund) xxx Hz, (nicht = gleich schreiben) wenn kein schnittpunkt: schreiben "fo < 200 Hz" Prüfung: Bei NAW die BPV (als La-Wert), die ja berechnet ist, exakt ins Diagramm eintragen. Dieser Wert wird auf jeden Falls auf's dB genau kontrolliert !!! 2004-02-14-5: Betriebsstromstärke nach DIN IEC 118-7 → HG in BPE → Messbox, BPF, 60dB Das Gleichstrom-Messsystem muss folgende Eigenschaften aufweisen: 1) Messunsicherheit von weniger als +/- 5% bei der gemessenen Stromstärke 2) Gleichstrom-Widerstand, der 50 Ohm / I nicht überschreitet (I = zu messende Stromstärke in mA) 3) Impedanz, die 1 Ohm im Bereich 200 Hz- 5kHz nicht überschreitet. Aurical: Stromaufnahme gibt's auch in Non-Standard (Einzelwertmessung → Zeit sparen !) 2004-03-06-3: Offene Testverfahren - nachsprechen + Oldenburger Satztest (Peter bekommt drei grose Blumen, Doris kauft achtzehn teure Schuhe,...) Ziel: Sätze zufallsgesteuert per Computer Geschlossene Testverfahren + Sotschek-Reimtest (1982) (Entwickelt um Qualität von Telefonen zu bewerten) - Soll nicht nachsprechen, sondern aus einer Auswahl das richtige Wort markieren - Ist automatisierbar ! + Maizer Kindersprachtest (auch offen durchführbar) Test 1 - 5 Gruppen, 10 Wörter ca. 2-3 jährige Test 2 - 5 Gruppen, 25 Wörter ca. 4-5 jährige Test 3 - 5 Gruppen, 50 Wörter ca. 6 jährige nicht genormt, aber unterliegt Lizenzgebühren (ca. 600 EUR) - beim HNO: Mainzer Kindertisch ist im EBM - drin (Abrechnung) ist nicht genormt - mehrere Lautsprecher - ursprünglich mit Diaprojektoren für die Bilder + Göttinger Kindersprachtest - ähnlich Mainzer, aber grundsätzlich geschlossenes Testverfahren - zu jedem Wort gibt es eine Tafel mit 4 Bildern, von denen nur eines passt. Test 1: 3-4 J Test 2: 5-6 J (schwierigere Wörter) + Oldenburger Kinderreimtest "Zeige das Bild ..." Ziel: ca 50% Verständlichkeit, welcher Pegel? Normal: 23dB SPL Nennen Sie 3 Bedingungen für einen für die Hörakustik geeigneten Raum - Störschall ≤ 40 dB(A) - Mindestgrösse 6qm - Belüftet, für 2 Varianten beleuchtbar (Hörtest→dunkler, das Sehsignal überlagert das Hörsignal!) - Das Audiometer draf vom Probanden nicht einsehbar sein (steht in Norm "audiolog. Prüfverfahren") - Darf nicht nachhallen (aber kein definitiver Hallradius vorgeschrieben) + Lautsprecherboxen, die für Sprachaudiometrie geeignet sind, müssen - mittenbetont sein (Ermittelt mit Terzrauschen, 1 kHz 0dB, 100 Hz ~ -20dB ; DIN ISO 8253) - Messprotokoll - Tonaudiogramm (1 Oktave ^= 20 dB) - Sprachaudiogramm (10 dB ^= 20% !!) gibts auch ne "Indikationslinie" für Verordnung einer Hörhilfe zu Lasten der gesetzliche KV. Diese ist bei 65dB zwischen 0 und 80%. Die Diskriminationskurve muss diese Linie dann schneiden bzw. berühren. 2004-03-06-4: [bild einer "normalen" Compliance] SOAE - spontane OAE (kein Reizsignal) [Bild einer typischen SOAE] Grundprinzip - Distorsivproduzierte OAE: 2 Reize (Klicks) mit f1, f2. Die Cochlea "antwortet" dann mit dem Distorsionsprodukt (DPOAE) mit f=2*f1-f2 z.B. f1 = 1000 Hz, f2=1220 Hz → DPOAE=780 Hz [Bild zum Beispiel der DPOAE mit f1=1000Hz und f2=1220Hz] Geht auch mit nur 1 Klick - heisst dann transitorisch evozierte OAE - Die "Antwort" entsteht hier durch die Kontraktion der HSZ, welche kurz verzögert nach dem eigentlichen Schallreiz auftritt.

Messverfahren

Für Prüfung wichtig:

Simulations-Tests

Lombard

Proband soll Text vorlesen. Per Knopfdruck kommt Geräusch über Kopfhörer. Wenn Proband einen HV nur simuliert, wird er Stimme anheben oder ins Stocken kommen. Bei tatsächlich Schwerhörigen passiert das erst, wenn das Geräusch lauter als die Hörschwelle wird. (Es gibt false-negatives (?? oder positives??), da es manchen Menschen gelingt, trotz des wahrgenommenen Störgeräusches unverändert weiterzulesen).

Lee-Test

Proband soll Text vorlesen, welcher viele Doppelsilben enthält ("Trotz Haltetau taumelten sie in den Ententümpel"). Per Knopfdruck kann nun das Kopfhörersignal zeitverzögert (75-300ms) über den Kopfhörer abgegeben werden. Wenn der Hörverlust nur simuliert wird, wird bei den meisten Probanden der Redefluss erheblich gestört (manchen sehr Sprachgeübten gelingt es trotzdem, normal weiterzulesen), fängt an zu stottern.

Paradoxer weise bewirkt die verzögerte Rückkopplung der eigenen Stimme bei manchen Stotterern eine Verbesserung der Sprache.

Tinnitus

MML-Kurve - Minimum Masking Level - Kurve wird mit allen Frequenzen (Schmalbandrauschen) (125Hz-8kHz) gemessen. Minimum der Kurve ist der MML-Punkt; dort liegt vermutlich dann auch der Tinnitus. 2004-03-07-4: Datenschutz Der HGA ist verantwortlich, dass - die anvertrauten Daten, Datenträger & Listenausdrucke unter Verschluss gehalten werden, wenn nicht unmittelbar daran gearbeitet wird. - der Computer und Ihr Passwort keinen Unbefugten zugänglich ist - er vom Kunden eine Einwilligung erhält, dass die Kundendaten maschinell verarbeitet werden dürfen (ja, das war in Deutschland schon im 2004 so ! ) Anpassformeln - ? 13.20 = Anwendung Hörorgan 13.99 = ohne speziellen Anwendungsort 13.20.10 = HdO-Anpassteil (=Auflageotoplastik) wurde gestrichen! Genau wie Gehörschutz! 13.99.02 = Energiequellen 13.99.03 = Drahtlose Übertragungsanlagen HIMSA = Hearing Instrument Manufacturer Software Association - BiCROS / UniCROS [bild zum unicros, was ist das, kopf in mitte, 2 hg blockschaltbilder (Hörer, Verstärker, Mic), rechts ist mic durchgestrichen und signal vom linken HG wird vor dem Verstärker eingespeist] [beispiel HV für indikation, rechts=starker Hochtonsteilabfall, links =mittelgrad breitband] Oder weitere Indikation: Kreuz-Korrelations-Störungen MultiCROS = CROS/BiCROS umschaltbar Otoplastik-Klangbeeinflussung - Material (weich → dämpft mehr Höhen) - Filter in der Zusatzbohrung (Nachteil: Verstopft schnell) Nachbetreuuung und Hörtraining - Hörtraining → Wiedererlernen des Hörens - Hörtaktik → Anweisungen und Tipps, wie sich der Schwerhörige verhalten soll 2004-03-14-1:

Akustik

Schwingung

Begriffe: Periode T : Dauer einer vollen Schwingung Frequenz f = n/t speziell 1 / T [ 1/s = Hz ] momentane Auslenkung (Elongation) y(t) maximale Auslenkung y^ = y_max : Amplitude (un-) gedämpfte Schwingung [img beispiel gewicht hängt an feder] Hooke'sche Gesetz F=D*y lineares Kraftgesetz [Diagramm y-achse=F, x-achse=y, gerade durch ursprung mit steigung] ⇒ harmonische Schwingung [img beispiel gewicht an faden; fadenpendel] FR = FG * sin(α) ⇒ kein lineares Kraftgesetz Für harmonische Schwingung gilt: y(t)=y^ * sin (α) 360°/T = (2*pi)/T = omega (=WInkelgeschwindigkeit) omega = phi / t (Winkel pro Zeit) ⇒ phi = omega * t ⇒ y(t) = y^ * sind (omega * t) [bild eines cosinus, bereich 0 - 2pi] y(t) = y^ * sin(omega * t + (pi/2)) ; pi/2 ist die phaseenverschiebung phi ; Das Argument des Sinus heisst Phase Beim Feder-Masse-Pendel gilt: (2*pi)/T = omega = sqrt(D/m) ⇒ T = (2*pi)/sqrt(D/m) = 2*pi*sqrt(m/D) Beim Fadenpendel gilt (aber nur für sehr kleine Auslenkungen ≤ 1°, da nur hier ein näherungsweiser linerarer kraftzusammenhang wegen sin(x) ~~ x gilt ) auch: T=2*pi*sqrt(l/g) Gedämpfte Schwingung [bild einer gedämpften schwingung] Die Hüllkurve ist eine Exponentialfunktion [bild zweier kurven, 1) y=10^x, 2) y=10^-x=(1/10)^x y(t) = y^ * (e^(-k*t)) * sin(omega * t + phi_0) e^-kt nennt man den Dämpfungsfaktor, k ist die Dämpfungskonstante Überlagerung zweier Schwingungen - Unterscheiden sich diese nur wenig in ihrer Frequenz, entsteht eine Schwebung y1=y1^ * sin(omega_1 * t) y2=y2^ * sin(omega_2 * t) ⇒ y1+y2 = y1^ * sin(omega_1 * t) + y2^ * sin(omega_2 * t) wenn y1^ = y2^, dann gilt: y1^ * (sin (omega_1 * t) + sin(omega_2 * t)) und mit sin(alpha + beta) = sin(alpha) * cos(beta) + cos(alpha) * sin(beta) y1+y2 = 2*y1^ * cos(((omega1-omega2)/2)*t) * sin(((omega1+omega2)/2)*t) - freie } schwingung - erzwungene } Resonanz entsteht dann, wenn ein schwingungsfähiges System in seiner Eigenfrequenz angeregt wird [diagramme 1: y-achse=y^, x-achse=omega. senkrechte linie bei omega_0. zwei kurven mit maximum bei omega_0 kurve mit starker dämpfun hat kleine erhöhung bei omega_0, kurve mit schwacher dämpfung hat starke erhöhung bei omega_0] [diagramm 2: y-achse=delta phi, x-achse=omega, senkrechte linie bei omega_0, waarrechte linie bei pi/2 wieder 2 kurven, starke dämpfung ist beinahe lineare steigung, schwache dämfung ist um omega_0 sehr steil, im ursprung beinahe waagrecht und ganz rechts ebenfalls fast waagrecht] 20040215-1: XC = 1 / (omega * C) = 1 / (2 * pi * f * C) XL = omega * L = 2 * pi * f * L Hochpass [img hochpass] Hohe Frequenzen werden übertragen, niedrige sind kaum zu hören Tiefpass [img tiefpass] Tiefe Frequenzen sind gut zu hören, hohe kaum wahrnehmbar [zwei diagramme gekoppelt übereinander, x-achse ist f/Hz, y-Achse ist einmal U/V und einmal I/mA, wobei U=Wechselspannung am Kondensator und I=Ladewechselstrom. Jeweils waagrechte gestrichelte Linie bei 63%, wo diese die Kurve trifft ist senkrechte gestrichelte Linie bezeichnet mit Grenzfrequenz] Ein C sperrt grundsätzlich DC und "sperrt" AC bis zu seiner Grenzfrequenz und wird darüber (scheinbar) durchlässig. 20040215-2: "Ein grosser C hat eine niedrige untere Grenzfrequenz" "Umso kleiner C, desto höher die untere Grenzfrequenz, desto hochtoniger" Schallwandler: Elektromagnetischer Hörer Nachteil: Verzerrungen Vorteil: Wesentlich höherer Wirkungsgrad bei niedrigen Spannungen als elektrodynamischer Hörer Einstufiger Hörgeräteverstärker (Class A) [img grundschaltung class a verstärkerstufe] R_grün = Arbeitspunkteinstellung (soll bewirken, dass die Basis den Transistor "halb" öffnet). R_rot_hörer = Arbeitsbereichseinstellung → stellt den maximalen Strom durch den Transistor (und somit durch den Hörer) ein → Begrenzung (bei Endstufe: PC) [schaltplan platine orange] 20040215-3: [schaltplan platine grün] [schaltplan platine blau] Prüfprotokoll Platine Blau optische Kontrolle: - ok, T-Spule fehlt akustische Kontrolle: - auf Stellung "M" ok, Poti: ok, Tonblende: ohne Funktion elektrische Kontrolle: Ruhestrom soll 0.7mA ist 0.8mA ⇒ ok
MesspunktSollwertIstwertOk ?
N1.35 V1.31 VJ
D1.14 V1.08 VJ
C0.56 V0.59 VJ
G0.56 V0.59 VJ
B0.59 V0.58 VJ
F0.55 V0.57 VJ
L1.xx V1.3 VJ
M1.34 V1.3 VJ
⇒ gleichstrommässig ok Kontrolle der Tonblende: C11: soll: unendlich ohm ist: unendlich ohm ok P1: soll: 0-100kOhm ist: 0-101kOhm ok Widerstand zwischen C4 und P1 ist unendlich ⇒ Leiterbahn zwischen C4/C11 und P1 ist unterbrochen! 20040215-4: Prüfprotokoll Platine 4 orange optische Kontrolle: - ok, T-Spule fehlt akustische Kontrolle: - auf Stellung "M" kein La elektrische Kontrolle: Ruhestrom soll 0.6mA ist 0.66mA ⇒ ok
MesspunktSollwertIstwertOk ?
101.35 V1.32 VJ
41.2 V1.2 VJ
10.3 V0.43 V?
20.6 V0.57 VJ
30.6 V0.6 VJ
50 V0 VJ
60.75 V0.76 VJ
71.3 V1.21 VJ
81.3 V1.21 VJ
91.35 V1.23 VJ
Prüfprotokoll Platine 8 grün optische Kontrolle: - ok, T-Spule fehlt akustische Kontrolle: - auf Stellung "M" ok, Steller NH: ok, Steller PC: ?? elektrische Kontrolle: Ruhestrom soll ??? ist 0.69mA Tipp: Zur Prüfung einen 47nF Kondensator mitnehmen. Damit kann man "verdächtige" Kondensatoren überbrücken. Wenn das Hörgerät dann läuft, ist der Fehler gefunden :-) Weitere nützliche/sinnvolle Utensilien: Pinzette, 3. Hand mit Lupe, Typenreiniger, Stetoskop (wichtig !), Lötzinn. Idee für Testgerät zur Meisterprüfung mit folgender Ausstattung: - GND Anschluss - Buchse schwarz - Signalinjektor (1 kHz, Amplitude einstellbar) - Buchse gelb - 47 nF Kondensator gegen GND - Buchse grün - Spannungsversorgung HG (Spannung einstellbar) mit Strommessung - Buchse rot - Strommessung HG über Plättchen (HG hat eig. Batterie) - Buchse blau ? 2004-02-21-1:

ELEKTROTECHNIK

SI = Systéme International d'Unités

1)Längel[m]
2)Massem[kg]
3)Zeitt[s]
4)StromI[A]
5)TemperaturT[K]
6)LichtstärkeIv[cd]
7)Stoffmengen[mol]

Strom = fliessende Ladung Ladung 1C = 6.29*10^18 e-

1e- = 1.60217733*10^-19 C (Die so genannte Elementarladung kann man mit dem Millikan-Versuch bestimmen - der so bestimmte Wert (um 1910) war 1.592*10^-19 C.) [diagramm U@Batt, I, R] Ohm'sches Gesetz I ~ U, U/I = R Widerstandswert eines Leiters: R=ρ * (l/A) A=Querschnittsfläche des Leiters. z.B. benötigt zum berechnen von Ringschleifen. 2004-03-14-3: Gekoppelte Schwingungen (Aufbau: 2 Pendel mit Faden dazwischen, Gewicht ängt am Faden) [diagramm der schwingungen y1 y2] Energieübertragung ohne Massentransport! Diese gleichartige, gleichgekoppelte Schwingungssysteme, bei denen das Ende in Schwingung versetzt wird (erzwungene Schwingung), überträgt die Schwingung weiter: So entsteht eine Welle.

Transversalwellen können nur in festen Körpern entstehen, da bei Transversalwellen Energie senkrecht zur Schwingungsebene übertragen werden muss (es muss also senkrecht zur Schwingungsebene eine Kraftübertragung stattfinden können) (Schwingungsebene ⊥ Kopplungsebene).

Wasserwellen sehen aus wie Transversalwellen, sind in Wahrheit aber keine! Die Wassermoleküle führen eine Kreisbewegung aus, vgl. die rücklaufende Strömung am Strand)

Je enger die Kopplung (zwischen den Oszilatoren), desto schneller die Energieübertragung

Begriffe: Wellenlänge: Ist der Abstand zweier Oszilatoren, die in gleicher Phase schwingen. Ausbreitungsgeschwindigkeit c: Geschwindigkeit, mit der 1 Schwingungszustand sich über diese Kette (von Oszilatoren) fortpflanzt. c = lambda * f [diagramm zur ausbreitungsgeschwindigkeit] ! Eine Lautsprechermembran erzeugt die maximale Luftverdichtungen / verdünnungen beim Durchgang durch die ! ! Ruhelage, weil die Membran hier die grösste Geschwindigkeit hat! Bei Schallwellen sind Dichte, Schnelle und ??? in Phase Stichwort Beugung Stichwort Brechung d > B vom dünneren ins dichtere Medium Interferenz: Die ungestörte Überlagerung zweier oder mehrerer Wellen mit gleicher Frequenz am gleichen Ort mit fester Phasenbeziehung. - max. Verstärkung: Bei Phasengleichheit, Gangunterschied δs = n * λ , n ∈ ℤ; - Auslöschung: Gangunterschied δs = (1/2)*λ, (3/2)*λ, (5/2)*λ , ... = ((2n - 1)/2) * λ Reflexion von: Transversalwellen: Am festen Ende: Wellenberg → Wellental ⇒ Phasensprung π Am freien Ende: Tal → Tal ⇒ Kein Phasensprung Longitudinalwellen: am festen Ende: Schallschnelle mit Phasensprung π Druckwelle hat keinen Phasensprung am offenen Ende: Geschwindigkeit (Schallschnelle): ohne Phasensprung Druckwelle: Phasensprung π (wird reflektiert als Unterdruck) Stehende Welle (Merkmal: kein Energietransport !) Stichwort Oberwellen bei einseitig offenem, beidseitig geschlossenem Rohr f0, λ0 = 4*l | f0, λ0 = 2*l f1 = 3*f0, λ1 = (4/3)*l | f1 = 2*f0, λ1 = l f2 = 5*f0, λ1 = (4/5)*l | f2 = 3*f0, λ2 = (2/3)*l beidseitig offen = ? @notizen allgemein: Z-Power Akkus (AgZn) der Grösse 312 haben aktuell (stand 07/2019) eine Kapazität von 32 mAh (und eine Nennspannung von 1.85 V) Energiedichte 340 Wh/L laut Hersteller Grüsse 13 hat 40 mAh @2004-02-21-1: [img batt, 2 widerstände in reihe] (U1 / U2) = (R1 / R2) Anwendungsbeispiel: Innenwiderstand einer Batterie [img batt mit Ri] Ri sei 5 Ohm, Leerlaufspannung 1.3 V Stromverbrauch des Hörgeräts 2mA Wie gross ist dann die Klemmenspannung der Batterie? URi = Ri * I = 5 Ohm * 2 mA = 10 mV ⇒ Klemmenspannung = 1.29 V [img batt, 2 widerstände parallel] (1/Rges)=(1/R1) + (1/R2) ⇒ 1/Rges = (R2/R1*R2) + (R1/R1*R2) {auf gemeinsamen nenner bringen} ⇒ 1/Rges = (R2+R1)/(R1*R2) ⇒ Rges = (R1*R2)/(R1+R2) Messbereich erweitern 1 V → 10 V Rv > Ri, Rv = 9 * Ri [img schaltung voltmeter mit bereichserweiterung] Messbereich erweitern 1 A → 10 A Rv < Ri, Rv = (1/9) * Ri [img schaltung amperemeter mit bereichserweiterung] Anwendungsbeispiel: Audioeingang anpassen Empfindlichkeit Audioeingang: 100 mV Kopfhörerausgang typ. einige Volt, z.B. 5 V [img schaltung übertrager mit spannungsteiler] R1 = 49 * R2 wenn z.B. Rges = 1 kOhm sein soll R1 + R2 = 1 kOhm R1 + (49 * R1) = 1 kOhm 50 * R1 = 1 kOhm R1 = (1 kOhm / 50) = 20 Ohm. R2 = 980 Ohm "Dämpfungskabel" dBV = 20 * lg(U1/U2) = 20 * lg(100mV/5V) = -34dB 2. ÜBUNGSAUFGABE: Dämpfung 16 dB, Eingangsspannung 3 V dBV=20*lg(U0/U1) <=> lg(U0/U1) = (V/20) <=> U0/U1 = 10^(V/20) ⇒ Ua = 0.48 V

Wann 10*lg, wann 20*lg ?

"10*lg(...)" bei Leistungsgrössen

Eine Leistungsgrösse ist eine Grösse, die proportional zu einer Leistung ist. z.B. Energie, elektrische Leistung, Schall-Leistung, Schall-Intensität, elektromagnet. Leistung

"20*lg(...)" bei sogenannten Feldgrössen (auch Leistungswurzelgrösse genannt)

Eine Feldgrösse ist eine Grösse, deren Quadrat proportional zu einer Leistungsgrösse ist. (z.B. Schalldruck, Schallschnelle, elektrische Spannung, elektrischer Strom, elektrische und magnetische Feldstärke, elektrische und magnetische Flussdichte)

Kirchhoffsche Regeln

1. "Maschenregel" ∑U=0 (pro Masche)
2. "Knotenregel" ∑I=0 (pro Knoten)