Woche 02 · Sicherheit, Umwelt, Elektrotechnik-Wiederholung¶
A. Überblick¶
Firmennetz-Baustein: Sicherheits- und Entsorgungskonzept der Firma; ESD-Arbeitsplatz am Labortisch (Armband, Matte).
Diese Woche entsteht wieder kein Netzwerkgerät. Du schaffst die Regeln, nach denen du und später die Stegmoor Haustechnik GmbH sicher arbeiten: Wie vermeidest du Unfälle und Schäden an Geräten (ESD, Strom, Brand)? Was tust du, wenn trotzdem etwas passiert? Wie entsorgst du Altgeräte, Batterien und Verbrauchsmaterial richtig? Dazu wiederholst du die Elektrotechnik, die ein IT-Techniker täglich braucht: Ohmsches Gesetz, Leistung, Wirkungsgrad, Netzteil und USV.
Lernziele dieser Woche
| ID | Lernziel |
|---|---|
| NT-A03 | Sicherheitsvorschriften, ESD, elektrische Gefahren und Unfallgefahren im IT-Umfeld erkennen und anwenden |
| NT-A04 | Erste-Hilfe-Grundmaßnahmen bei betriebsspezifischen Unfällen kennen |
| NT-A05 | Energieeinsatz, Altgeräte, Batterien und Verbrauchsmaterial umwelt- und fachgerecht behandeln |
| NT-C09 | Berufsrelevante Grundlagen der Elektrotechnik: Spannung, Strom, Widerstand, Ohmsches Gesetz, Leistung, Wirkungsgrad, Wechselstrom-Grundbegriffe, Netzteil/USV |
| NT-C04 | Leistungsaufnahme von IT-Systemen berechnen und Stromversorgung dimensionieren |
Zeitplan
| Block | Inhalt | h |
|---|---|---|
| 1 | Theorie: Sicherheit, ESD, Erste Hilfe, Entsorgung, Elektrotechnik (B) | 1,5 |
| 2 | Security und Mathematik: Fallszenario, 10 Rechenaufgaben (E) | 1,0 |
| 3 | Labor: ESD-Arbeitsplatz, Sicherheitscheckliste, Leistungsbilanz, Entsorgungskonzept (C.1–C.5) | 1,25 |
| 4 | Troubleshooting (D) | 0,5 |
| 5 | Selbsttest, Prüfungsfragen, Push (G) | 0,25 |
Zeitsumme: Theorie 2,5 h + Praxis 2,0 h + Plus 0,0 h = 4,5 h
Plus-Pfad: In dieser Woche gibt es keine Plus-Pfad-Inhalte.
Prüfungsbezug: Prüfarbeit Anlagen-/Systemtechnik (AM) § 7 Z3 und Z5, Fachgespräch § 10 Abs. 3. Die Rechenaufgaben in E und die Fragen in G sind im Stil der LAP gehalten.
Tipp
Lies Abschnitt B am Tablet. Rechne die Aufgaben in E mit Zettel und Taschenrechner, bevor du die Lösung aufklappst. Für das Labor stellst du diese Seite auf den zweiten Bildschirm und kopierst die Befehle mit dem Kopier-Knopf.
B. Theorie¶
B.1 Sicherheit im IT-Umfeld (NT-A03)¶
IT-Arbeit gilt als „ungefährlich“, trotzdem passieren Unfälle: Stolpern über Kabel, Schnittverletzungen beim Gehäuseöffnen, Stromschläge an Netzteilen, Brände durch überlastete Steckdosenleisten, Rückenschäden beim Heben von Servern. Die Grundlage in Österreich ist der Arbeitnehmerschutz (ArbeitnehmerInnenschutzgesetz, ASchG) mit seinen Verordnungen; für elektrische Anlagen und Betriebsmittel gelten das Elektrotechnikgesetz (ETG) und die Elektroschutzverordnung. Die Arbeitgeberin oder der Arbeitgeber muss Gefahren beurteilen (Evaluierung, risk assessment) und Beschäftigte unterweisen. Du als IT-Betreuer der Stegmoor Haustechnik GmbH sorgst dafür, dass IT-Arbeitsplätze und -Räume diese Vorgaben einhalten.
⚠ vor Ausführung prüfen
Gesetze und Verordnungen ändern sich. Die Namen oben sind der Einstieg, keine Rechtsauskunft. Den aktuellen Wortlaut liest du im Rechtsinformationssystem des Bundes (RIS) oder bei der Arbeitsinspektion nach, bevor du dich in einem Dokument darauf berufst.
Typische Gefahren im IT-Umfeld
| Gefahr | Beispiel | Maßnahme |
|---|---|---|
| Elektrischer Schlag (electric shock) | defektes Netzkabel, geöffnetes Netzteil | Geräte vom Netz trennen, beschädigte Kabel tauschen, nie Netzteile öffnen |
| Brand | überlastete oder in Reihe gesteckte Steckdosenleisten, Staub, defekte Akkus | Leistung nachrechnen (B.6), keine Leisten hintereinander, Rauchmelder, geeigneter Feuerlöscher |
| Stolpern und Stürzen | lose Kabel am Boden | Kabelkanäle, Kabel bündeln, Wege freihalten |
| Heben und Tragen | Server (15–30 kg), Monitore | Gewichte kennen, Hebetechnik, zu zweit tragen, aus den Beinen heben |
| Schneiden und Quetschen | scharfe Gehäusekanten, Rack-Schienen | Handschuhe, Gehäuse nie mit Gewalt schließen |
| Lärm und Klima | Serverraum | Gehörschutz bei längerem Aufenthalt, Raum nicht als Dauerarbeitsplatz |
| Flüssigkeiten | Getränk neben Geräten | nie am Labortisch |
| Akkus | Lithium-Akku bläht sich auf | Gerät nicht mehr laden, nicht öffnen, in feuerfestem Behälter lagern |
Die Wirkung des Stroms auf den Körper. Gefährlich ist weniger die Spannung als der Strom, der durch den Körper fließt. Als grobe Richtwerte für Wechselstrom (50 Hz) gelten: Ab etwa 0,5 mA spürst du den Strom, ab etwa 10 mA kannst du die Hand oft nicht mehr loslassen, ab etwa 50 mA drohen Herzkammerflimmern und Atemstillstand. Die Zeit der Einwirkung spielt eine große Rolle. Eine Wechselspannung bis 50 V gilt als Dauerberührspannung im Allgemeinen als ungefährlich, die Netzspannung von 230 V nicht. Der Fehlerstrom-Schutzschalter (FI, residual current device, RCD) mit 30 mA Auslösestrom trennt bei Fehlerströmen schnell vom Netz. Er ersetzt nicht die Vorsicht.
Schutzklassen (protection classes) elektrischer Geräte:
| Klasse | Merkmal | Beispiel |
|---|---|---|
| I | Schutzleiter am Gehäuse (Stecker mit Schutzkontakt) | Desktop-PC-Netzteil, Server |
| II | Schutzisolierung, kein Schutzleiter (Symbol: Quadrat im Quadrat) | Steckernetzteil, Laptop-Netzteil ohne Schutzkontakt |
| III | Schutzkleinspannung (SELV), ungefährlich niedrige Spannung | Gerät am 12-V-Netzteil |
Die fünf Sicherheitsregeln (Elektrofachkräfte, bei Arbeiten an Anlagen): freischalten – gegen Wiedereinschalten sichern – Spannungsfreiheit feststellen – erden und kurzschließen – benachbarte unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken. Merke dir die Reihenfolge, aber auch die Grenze: Arbeiten an der Elektroinstallation (Steckdosen, Verteiler, Leitungen) sind Sache der Elektrofachkraft. Du steckst Geräte ein und aus, du verlegst Netzwerkkabel; Netzspannungsleitungen reparierst du nicht.
Brandschutz. Ein Brand braucht Brennstoff, Sauerstoff und Zündquelle. Bei Bränden an elektrischen Geräten gilt: wenn möglich zuerst Stecker ziehen oder die Sicherung ausschalten, nie mit Wasser löschen, Kohlendioxid- oder Pulverlöscher verwenden. Brände mit Lithium-Akkus lassen sich schwer löschen; hier steht der Eigenschutz vor dem Löschversuch. Der Ablauf ist immer: Menschen retten, Alarm geben (Notruf 122 Feuerwehr oder 112), löschen, wenn es ungefährlich ist.
B.2 ESD – elektrostatische Entladung (NT-A03)¶
ESD (electrostatic discharge) entsteht, wenn zwei Materialien aneinander reiben und sich trennen, zum Beispiel Schuhsohle und Teppich oder Kunststoffjacke und Stuhl. Der Körper lädt sich dabei auf mehrere Kilovolt auf. Spürbar ist eine Entladung erst ab etwa 3 000 V; empfindliche Bauteile (Speicherchips, CPU, Mainboard, Netzwerkkarten) können aber schon bei weit weniger als 100 V Schaden nehmen. Gefährlich ist vor allem der verdeckte Schaden: Das Bauteil funktioniert zunächst, fällt aber Wochen später aus.
Die Gegenmaßnahme ist ein ESD-geschützter Bereich (EPA, ESD protected area). Er sorgt dafür, dass alle Gegenstände und Personen auf gleichem Potenzial sind und Ladungen langsam abfließen.
flowchart LR
A["Mensch mit<br/>ESD-Armband"] -- "1 MΩ" --> B["Erdungspunkt<br/>(Schutzkontakt)"]
C["ESD-Matte"] -- "1 MΩ" --> B
D["Bauteil / Baugruppe<br/>auf der Matte"] --- C| Mittel | Aufgabe | Hinweis |
|---|---|---|
| ESD-Armband (wrist strap) | verbindet Hautkontakt mit Erde | enthält einen Widerstand von 1 MΩ, trägst du direkt auf der Haut |
| ESD-Matte (ESD mat) | ableitende Unterlage für Bauteile | wird über Druckknopf und Kabel geerdet |
| Erdungskabel | verbindet Armband und Matte mit dem gemeinsamen Erdungspunkt | Erdungsstecker im Schutzkontakt einer Steckdose, nicht an der Heizung |
| ESD-Beutel (shielding bag) | Transport und Lagerung von Bauteilen | Bauteile nie in normalen Plastiktüten lagern |
Wozu der Widerstand von 1 MΩ? Er begrenzt den Strom, der bei einem Fehler durch den Körper fließen könnte. Bei Netzspannung wären das nach dem Ohmschen Gesetz I = U / R = 230 V / 1 000 000 Ω = 0,23 mA, also unter der Wahrnehmungsschwelle. Trotzdem gilt:
Achtung
Das ESD-Armband ist nur für spannungslose Geräte gedacht. Arbeite nie mit Armband an Geräten, die am Netz hängen und deren Gehäuse offen ist (zum Beispiel an einem geöffneten Netzteil). Ziehe immer zuerst den Netzstecker. Beim Netzteil selbst gilt: Gehäuse nicht öffnen, auch nicht im ausgesteckten Zustand, weil Kondensatoren noch Spannung halten können.
Regeln im ESD-Bereich: Bauteile nur an den Rändern anfassen, nie an Kontakten oder Chips. Neue Teile erst auf der Matte aus dem ESD-Beutel nehmen. Kunststoff, Styropor und Folien aus dem Bereich entfernen. Mit Armband erst anlegen, dann auspacken.
B.3 Erste Hilfe (NT-A04)¶
Du musst bei einem Unfall nicht heilen, sondern die Zeit bis zum Eintreffen der Rettung überbrücken. Das Grundschema lautet: Eigenschutz – Absichern – Notruf – Erste Hilfe leisten.
| Schritt | Inhalt |
|---|---|
| Eigenschutz | Dich nicht selbst gefährden. Bei Stromunfall: Verunglückte erst berühren, wenn der Strom getrennt ist. |
| Absichern | Gefahrenstelle absichern, weitere Personen warnen. |
| Notruf | 144 Rettung, 122 Feuerwehr, 133 Polizei, 112 Euro-Notruf (funktioniert in der EU überall). Wer, was, wo, wie viele Verletzte, Warten auf Rückfragen. |
| Erste Hilfe | Bewusstsein prüfen, Atmung prüfen, danach die passende Maßnahme. |
Stromunfall. (1) Stromkreis unterbrechen: Stecker ziehen, Sicherung oder Hauptschalter ausschalten, nicht mit bloßen Händen an die Person fassen, solange sie unter Spannung steht. (2) Notruf 144 – auch wenn die Person „wieder in Ordnung“ wirkt, weil Herzrhythmusstörungen später auftreten können. (3) Bewusstsein und Atmung prüfen. (4) Brandwunden an Ein- und Austrittsstelle steril abdecken, nicht mit Salben behandeln.
Bewusstlose Person mit normaler Atmung: stabile Seitenlage, Atmung weiter beobachten, Notruf. Keine normale Atmung: Notruf, dann Herzdruckmassage in der Mitte des Brustkorbs, etwa 5–6 cm tief, 100–120 Mal pro Minute; Verhältnis 30 Herzdruckmassagen zu 2 Beatmungen, wenn du beatmen kannst und möchtest, sonst durchgehend drücken. Einen Defibrillator (AED, automated external defibrillator) holen lassen und den Sprachanweisungen folgen.
Weitere betriebsspezifische Fälle:
| Fall | Maßnahme |
|---|---|
| Schnittwunde | Wunde mit sterilem Verband abdecken, starke Blutung durch Druckverband stillen |
| Verbrennung (Netzteil, Lötkolben) | kurz mit lauwarmem Wasser kühlen, steril abdecken, Notruf bei großer Fläche |
| Augenkontakt mit Chemikalien (Reiniger, Toner) | Auge lange mit Wasser spülen, ärztliche Hilfe |
| Rückenbeschwerden beim Heben | Arbeit abbrechen, Arzt, Ursache beheben (Hebetechnik) |
| Brandrauch eingeatmet | Frischluft, Notruf, ärztliche Kontrolle |
Hinweis
Ein Text ersetzt keinen Erste-Hilfe-Kurs. Die Erste-Hilfe-Grundausbildung von Rotem Kreuz oder Samariterbund dauert etwa einen Tag und wird alle paar Jahre aufgefrischt. Plane einen Termin ein. Im Sicherheitskonzept (C.3) steht, wo der Verbandkasten liegt und welche Nummern gelten.
B.4 Umwelt und Entsorgung (NT-A05)¶
Nachhaltiger IT-Betrieb hat drei Hebel: weniger Energie verbrauchen, Geräte lange nutzen und am Ende sachgerecht entsorgen.
Energieeinsatz. Energiesparoptionen von Betriebssystem und Monitor aktivieren, Geräte außerhalb der Arbeitszeit ausschalten, Steckdosenleisten mit Schalter nutzen (Standby, auch „Leerlauf“ genannt, verbraucht Strom), Geräte mit hohem Wirkungsgrad kaufen (Netzteile mit 80-PLUS-Zertifikat, Energieeffizienzklasse), Server auslasten statt viele schwach ausgelastete Geräte zu betreiben (das ist ein Grund für Virtualisierung, Woche 04).
Altgeräte. Elektro- und Elektronik-Altgeräte (waste electrical and electronic equipment, WEEE) gehören nicht in den Restmüll. In Österreich regelt die Elektroaltgeräteverordnung (EAG-VO) die Rücknahme: Sammelstellen sind kommunale Abfallsammelzentren (Altstoffsammelzentrum), der Handel nimmt Altgeräte beim Neukauf zurück, bei größeren Geräten ebenso. Betriebe schließen für größere Mengen Verträge mit zertifizierten Entsorgern ab und erhalten Übernahmebestätigungen.
Datenlöschung ist Teil der Entsorgung. Ein Altgerät mit Datenträger darf die Firma nie mit Kundendaten verlassen. Möglichkeiten:
| Methode | Beschreibung | Eignung |
|---|---|---|
| Datenträger überschreiben (wipe) | Spezialprogramm überschreibt alle Sektoren | HDD gut; SSD nur bedingt, weil Controller Bereiche verbirgt |
| Secure Erase / Verschlüsselung | Befehl des Laufwerks oder Schlüssel löschen (bei vollverschlüsselter Platte genügt es, den Schlüssel sicher zu vernichten) | SSD, NVMe |
| Physische Zerstörung | Schreddern, Lochen | wenn Datenträger defekt oder besonders sensibel |
| Normales Formatieren oder Löschen | nur Inhaltsverzeichnis weg, Daten bleiben lesbar | nicht ausreichend |
Ob und wie gelöscht wurde, hältst du in einem Löschprotokoll fest (Gerät, Seriennummer, Datum, Methode, Person).
Batterien und Akkus. Altbatterien gehören in die Sammelbehälter von Handel und Sammelstellen, nie in den Hausmüll. Lithium-Akkus: Pole mit Klebeband abkleben, beschädigte oder aufgeblähte Akkus einzeln in einem nicht brennbaren Behälter lagern und nicht mit der Post versenden. Die Batterien einer USV (meist Blei-Gel) sind Gefahrgut und gehen an einen Entsorger.
Verbrauchsmaterial. Tonerkartuschen und Tintenpatronen zurück an Hersteller oder Händler (Rücknahmesysteme), Papier und Karton ins Altpapier, Verpackungen sortieren, Kabel und Kleinteile als Elektroschrott, Datenträger wie CDs nach Material.
⚠ vor Ausführung prüfen
Sammelstellen, Öffnungszeiten und Rücknahmeregeln sind örtlich verschieden. Frage vor der Entsorgung bei der Gemeinde oder dem Abfallverband deines Wohnorts (und für die Fiktion der Firma bei Leoben) nach.
B.5 Elektrotechnik-Grundlagen (NT-C09)¶
Alle Größen findest du in jedem IT-Gerät wieder. Hier die wichtigsten mit Formelzeichen und Einheit:
| Größe | Zeichen | Einheit | Bedeutung |
|---|---|---|---|
| Spannung (voltage) | U | Volt (V) | „Druck“, der Ladung antreibt |
| Strom (current) | I | Ampere (A) | Menge der bewegten Ladung pro Sekunde |
| Widerstand (resistance) | R | Ohm (Ω) | „Hindernis“ für den Strom |
| Leistung (power) | P | Watt (W) | Energieumsatz pro Sekunde |
| Energie (energy) | W | Wattstunde (Wh), Kilowattstunde (kWh) | Leistung mal Zeit |
| Wirkungsgrad (efficiency) | η (eta) | – oder % | Anteil nutzbarer Leistung |
| Frequenz (frequency) | f | Hertz (Hz) | Schwingungen pro Sekunde |
Ohmsches Gesetz (Ohm's law): U = R · I, umgestellt I = U / R und R = U / I. Bei doppelter Spannung fließt am gleichen Widerstand doppelt so viel Strom.
Leistung: P = U · I. Mit dem Ohmschen Gesetz ergibt sich auch P = I² · R und P = U² / R. Energie: W = P · t. Ein Gerät mit 200 W, das 5 Stunden läuft, braucht 1 000 Wh = 1 kWh.
Wirkungsgrad: η = P_ab / P_zu. Ein Netzteil, das 90 W Nutzleistung abgibt und dabei 100 W aus der Steckdose aufnimmt, hat η = 0,9 = 90 %. Die Differenz (10 W) ist Verlustleistung und wird zu Wärme. Deshalb werden Netzteile warm und Racks brauchen Kühlung.
Reihen- und Parallelschaltung:
| Schaltung | Gesamtwiderstand | Strom und Spannung |
|---|---|---|
| Reihe (series) | R = R₁ + R₂ + … | Strom überall gleich, Spannungen teilen sich auf |
| Parallel | 1 / R = 1 / R₁ + 1 / R₂ + …; bei zwei Widerständen R = R₁ · R₂ / (R₁ + R₂) | Spannung überall gleich, Ströme addieren sich |
Verbraucher an einer Steckdose sind parallel geschaltet: Jeder hat 230 V, die Ströme addieren sich in der Zuleitung.
Gleich- und Wechselstrom. IT-Geräte arbeiten intern mit Gleichstrom (direct current, DC) niedriger Spannung (3,3 V, 5 V, 12 V). Die Steckdose liefert Wechselstrom (alternating current, AC): 230 V Effektivwert bei 50 Hz. Die Periodendauer ist T = 1 / f = 20 ms. Der Effektivwert ist der Gleichspannungswert, der gleich viel Leistung umsetzen würde. Der Scheitelwert beträgt Û = U · √2 ≈ 325 V. Das Netzteil (power supply unit, PSU) wandelt 230 V AC in niedrige Gleichspannungen um.
Spannung
^ Scheitel Û = 325 V
| __
| / \ Effektivwert U = 230 V
--+---/------\------/----> Zeit
| \ /
| \__/ Periodendauer T = 20 ms (50 Hz)
Wirk-, Schein- und Blindleistung. Bei Wechselstrom sind Strom und Spannung nicht immer gleichzeitig am Maximum. Die Scheinleistung (apparent power) S = U · I in Voltampere (VA) ist das, was das Kabel führen muss; die Wirkleistung (real power) P in Watt ist das, was als Nutzleistung ankommt. Das Verhältnis ist der Leistungsfaktor (power factor): P = S · cos φ. Moderne Netzteile haben eine Korrekturschaltung (PFC) und liegen nahe 1. Bei USV-Anlagen sind VA und W verschieden; auf dem Typenschild stehen beide.
B.6 Leistungsaufnahme, Netzteil und USV (NT-C04)¶
Leistungsbilanz. Um ein Netzteil auszuwählen, addierst du die Leistungsaufnahme aller Komponenten bei Höchstlast und schlägst eine Reserve auf:
- Alle Verbraucher mit ihrer maximalen Leistung auflisten (Datenblatt, Typenschild).
- Summe P_gesamt bilden.
- Reserve von 20–30 % aufschlagen, damit Spitzen und Alterung abgefangen werden.
- Das nächstgrößere handelsübliche Netzteil wählen.
Ein Netzteil ist keine Dauerhöchstlast-Maschine: Es sollte bei normalem Betrieb etwa 40–70 % ausgelastet sein, dort ist der Wirkungsgrad meist am besten. Wird es dauerhaft überlastet, schaltet es ab (Überlastschutz), der Rechner startet neu oder fällt aus.
Steckdosenleisten und Sicherungen. Eine Leitung im Haushalt ist meist mit 16 A abgesichert. Bei 230 V ergibt das höchstens P = U · I = 230 V · 16 A = 3 680 W für den ganzen Stromkreis, nicht pro Steckdose. Viele Steckdosenleisten sind auf 10 A oder 16 A begrenzt; der Wert steht auf dem Gerät. Leisten nie hintereinanderstecken.
USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung, uninterruptible power supply, UPS). Sie überbrückt Stromausfälle mit einem Akku und glättet Netzprobleme. Drei Bauformen:
| Bauform | Prinzip | Einsatz |
|---|---|---|
| Offline (VFD) | Verbraucher am Netz, Umschaltung bei Ausfall | Arbeitsplatz |
| Line-interactive (VI) | zusätzlich Spannungsregelung | kleine Server, Netzwerkschrank |
| Online (VFI, Doppelwandler) | Verbraucher dauernd über Wechselrichter | wichtige Server |
Dimensionierung einer USV: (1) Summe der Wirkleistung der Verbraucher in W bilden. (2) Prüfen, dass die Last unter der Wirkleistungsangabe der USV liegt (bei 1 000 VA mit Leistungsfaktor 0,6 sind das 600 W). (3) Reserve von 20–30 %. (4) Laufzeit aus der nutzbaren Batterieenergie abschätzen: t = Batterieenergie · Wirkungsgrad Wechselrichter / Last. Reale Laufzeiten sind kürzer, weil Akkus altern und bei hoher Last weniger Energie liefern. Eine USV soll in der Praxis nicht Stunden überbrücken, sondern Server sauber herunterfahren.
Hinweis
Die Auswahl einer USV für einen Serverraum nimmst du in Woche 62 vor. Heute geht es um das Rechnen.
C. Laboranleitung¶
Ausgangslage (Soll nach Woche 01): Das Kurs-Repository stegmoor-it liegt unter C:\Labor\stegmoor-it mit README.md, .gitignore, doku/firmenprofil.md, doku/projektplan.md, doku/sicherheit/trennung.md, konfig/.gitkeep, skripte/.gitkeep und dem Ordner woche-01/. Es gibt ein privates Remote auf GitHub. Auf dem Precision laufen Git for Windows, VS Code und KeePassXC (Tresor labor.kdbx außerhalb jedes Repositorys). Es gibt noch keine VMs.
Hinweis
Diese Woche arbeitest du an keiner VM, deshalb ist kein Hyper-V-Prüfpunkt vor-w02 nötig. Ab Woche 05, wenn VMs sich ändern, legst du vor jeder Laborwoche den Prüfpunkt vor-wNN an.
Jede Übung endet mit einem Commit im Kurs-Repository stegmoor-it. Du brauchst für diese Woche: ESD-Armband, ESD-Matte mit Erdungskabel, ein Multimeter (Widerstandsmessung) und einen Zettel oder dein Handy für ein Foto.
C.1 Wochenordner und Laborprotokoll anlegen¶
Erklärung: Set-Location wechselt ins Kurs-Repository. git pull holt den aktuellen Stand vom Remote (verhindert Konflikte, wenn du an mehreren Geräten arbeitest). New-Item -ItemType Directory legt die Ordner woche-02 und woche-02\nachweise an, -Force legt fehlende Ordner mit an. Die zweite New-Item-Zeile erzeugt die leere Datei laborprotokoll.md, in die du Übung für Übung einträgst, was du getan und gemessen hast.
Set-Location C:\Labor\stegmoor-it
git pull
New-Item -ItemType Directory -Force -Path woche-02\nachweise
New-Item -ItemType File -Path woche-02\laborprotokoll.md
Öffne den Ordner mit code . und trage in woche-02/laborprotokoll.md diese Vorlage ein:
# Laborprotokoll Woche 02 · Sicherheit, Umwelt, Elektrotechnik
## Umgebung
- Datum und Zeitraum:
- Arbeitsort:
## Übungen
### C.2 ESD-Arbeitsplatz
### C.3 Sicherheitskonzept und Checkliste
### C.4 Leistungsbilanz Labortisch
### C.5 Entsorgungskonzept
## Zeitaufwand
- Theorie:
- Praxis:
Die Datei woche-02/nachweise/ bleibt leer, bis du in C.2 ein Foto ablegst. Git speichert nur Dateien, keine leeren Ordner.
C.2 ESD-Arbeitsplatz einrichten¶
Räume den Labortisch ab: kein Getränk, keine Kunststofffolie, kein Styropor in Reichweite. Lege die ESD-Matte auf den Tisch und verbinde sie mit dem Erdungskabel.
- Verbinde Erdungskabel von Matte und Armband über den gemeinsamen Erdungspunkt (bei Sets meist ein Erdungsstecker für den Schutzkontakt der Steckdose, dessen Kontakte nur den Schutzleiter berühren).
- Prüfe, dass der Erdungsstecker nur am Schutzkontakt anliegt und nicht an den stromführenden Kontakten. Er trägt eine Sicherheitsbeschaltung und darf nur den Schutzleiter berühren.
- Lege das Armband eng auf der bloßen Haut an (nicht über dem Ärmel) und verbinde es mit dem Erdungskabel.
⚠ vor Ausführung prüfen
ESD-Sets sind unterschiedlich aufgebaut (Druckknopf 10 mm, Bananenstecker 4 mm, Krokodilklemme). Halte dich an die Anleitung deines Sets. Passt der Erdungsstecker nicht in eine österreichische Steckdose, frage im Fachhandel nach einem geeigneten Adapter. Nie eine Verbindung zur Heizung oder zu einem Wasserrohr herstellen, wenn du den Schutzleiter nicht eindeutig kennst.
Messung (Durchgangsprüfung). Stelle das Multimeter auf Widerstandsmessung (Ω, im größten Bereich, meist MΩ). Messe zwischen der Armbandschnalle (Seite, die die Haut berührt) und dem Ende des Erdungskabels, ohne dass das Kabel in der Steckdose steckt. Das Ergebnis sollte nahe 1 MΩ liegen. Ein Wert von 0 Ω oder „OL“ (unendlich) bedeutet: Das Armband ist defekt oder das Kabel gebrochen.
Achtung
Messe den Widerstand nur an spannungsfreien Teilen. Das Multimeter im Widerstandsbereich darf nie an die Steckdose oder eine Netzspannung gehalten werden.
Trage im Laborprotokoll unter „C.2“ das Messergebnis ein. Mache ein Foto des fertigen Arbeitsplatzes (Matte, Armband, geräumter Tisch) und speichere es unter woche-02\nachweise\esd-arbeitsplatz.jpg.
Erklärung: git status zeigt, welche Dateien neu oder geändert sind. git add stellt Protokoll und Foto für den Commit bereit, git commit -m schreibt sie mit einer Nachricht nach der Kurs-Konvention wNN <bereich>: <was> fest. Der Bereich protokoll steht für Laborprotokolle.
git status
git add woche-02/laborprotokoll.md woche-02/nachweise/esd-arbeitsplatz.jpg
git commit -m "w02 protokoll: ESD-Arbeitsplatz eingerichtet und geprueft"
C.3 Sicherheitskonzept und Sicherheitscheckliste Labor¶
Du schreibst für die Stegmoor Haustechnik GmbH ein kurzes Sicherheitskonzept; die Sicherheitscheckliste Labor ist sein Kern und der Nachweis für NT-A03.
Erklärung: New-Item legt die Datei sicherheitskonzept.md im Ordner doku\sicherheit an, den es seit Woche 01 gibt. code öffnet sie in VS Code. Den Inhalt aus dem nächsten Block trägst du dort ein, ergänzt um deine eigenen Angaben in spitzen Klammern.
New-Item -ItemType File -Path doku\sicherheit\sicherheitskonzept.md
code doku\sicherheit\sicherheitskonzept.md
Inhalt von doku/sicherheit/sicherheitskonzept.md (Vorlage; ersetze alles in <…> durch deine Angaben):
# Sicherheitskonzept IT – Stegmoor Haustechnik GmbH
Stand: <Datum> · Verantwortlich: <Name>, IT-Betreuung
## Geltungsbereich
IT-Arbeitsplätze am Hauptsitz Leoben, Serverbereich, Labor der IT-Betreuung.
## Gefahren und Maßnahmen
| Gefahr | Maßnahme | Verantwortlich |
|---|---|---|
| Elektrischer Schlag | beschädigte Kabel tauschen, Netzteile nicht öffnen, Installation nur durch Elektrofachkraft | IT-Betreuung / Elektrofachkraft |
| Brand durch Überlast | Leistungsbilanz je Leiste, keine Leisten in Reihe, Pulver- oder CO2-Löscher | IT-Betreuung |
| ESD-Schaden | ESD-Arbeitsplatz mit Armband und Matte, Bauteile im ESD-Beutel | IT-Betreuung |
| Stolpern, Heben | Kabelwege, Server zu zweit tragen | alle |
| Lithium-Akkus | nicht laden, wenn beschädigt, getrennt lagern | IT-Betreuung |
## Notfall
- Notruf: 144 Rettung · 122 Feuerwehr · 133 Polizei · 112 Euro-Notruf
- Erste Hilfe: Verbandkasten steht <Ort>, Erste-Hilfe-Kurs <Datum oder geplant>
- Feuerlöscher steht <Ort>, Fluchtweg: <Beschreibung>
- Stromunfall: Strom trennen, Notruf 144, Atmung prüfen
## Sicherheitscheckliste Labor
- [ ] Tisch frei von Getränken und Kunststofffolie
- [ ] Steckdosenleiste intakt, Leistungsbilanz unter Grenze, nicht in Reihe
- [ ] Alle Netzkabel unbeschädigt, Stecker sitzen fest
- [ ] Kabel so verlegt, dass niemand stolpert
- [ ] ESD-Armband geprüft (ca. 1 MΩ), Matte geerdet
- [ ] Geräte vor dem Öffnen vom Netz getrennt
- [ ] Verbandkasten und Feuerlöscher bekannt und zugänglich
- [ ] Notrufnummern sichtbar
- [ ] Lithium-Akkus ohne Beschädigung
## Regeln
- Keine Arbeit an der Netzspannungsinstallation; das macht eine Elektrofachkraft.
- Das ESD-Armband nie an Geräten mit Netzspannung tragen.
- Kennwörter und Zugangsdaten gehören nicht in dieses Dokument.
Gehe die Checkliste einmal an deinem Labortisch durch, hake jeden Punkt ab, der zutrifft, und notiere Abweichungen im Laborprotokoll unter „C.3“.
Erklärung: git add stellt die neue Datei und das Protokoll bereit, git commit -m schreibt sie fest. Der Bereich doku steht für Dokumente der Firma.
git add doku/sicherheit/sicherheitskonzept.md woche-02/laborprotokoll.md
git commit -m "w02 doku: Sicherheitskonzept und Sicherheitscheckliste Labor"
C.4 Leistungsbilanz am Labortisch¶
Du prüfst, ob die Steckdosenleiste am Labortisch ausreicht. Lies die Leistung jedes Geräts vom Typenschild oder aus dem Datenblatt ab. Bei Netzteilen zählt die Eingangsleistung (oder Eingangsstrom mal 230 V), nicht die Ausgangsleistung.
Lege diese Tabelle im Laborprotokoll unter „C.4“ an und fülle sie aus:
| Gerät | Leistung (W) | Quelle |
|---|---|---|
| Precision 7550 mit Netzteil (Volllast) | Typenschild des Netzteils | |
| Bildschirm 1 | Typenschild | |
| Bildschirm 2 | Typenschild | |
| Tablet-Ladegerät | Typenschild | |
| Sonstiges | ||
| Summe |
Berechne dann:
- Summe der Leistung in W.
- Stromaufnahme I = P / 230 V.
- Auslastung der Steckdosenleiste in Prozent (Leiste mit 10 A, wenn nichts anderes aufgedruckt ist: Grenzleistung 2 300 W).
- Wirkungsgrad des Precision-Netzteils: η = P_ab / P_zu, wenn du ein Strommessgerät (Zwischenstecker) besitzt; sonst nur die Typenschildwerte vergleichen.
Tipp
Ein Netzteil-Typenschild nennt oft „Input: 100–240 V, 1,5 A“ und „Output: 19,5 V, 6,67 A“. Die Ausgangsleistung ist 19,5 V · 6,67 A ≈ 130 W. Die Eingangsleistung kann dabei höher liegen als 130 W (Verluste).
Erklärung: Der Befehl legt die Übung im Protokoll fest; ein eigener Commit pro Übung ist Pflicht. git diff --stat zeigt kurz, wie viele Zeilen sich geändert haben.
git diff --stat
git add woche-02/laborprotokoll.md
git commit -m "w02 protokoll: Leistungsbilanz Labortisch berechnet"
C.5 Entsorgungskonzept¶
Das Entsorgungskonzept ist der Nachweis für NT-A05. Es beschreibt, wie die Firma mit Altgeräten, Batterien, Verbrauchsmaterial und Datenträgern umgeht.
Erklärung: New-Item legt die Datei entsorgung.md an, code öffnet sie. Den Inhalt aus dem nächsten Block trägst du ein und ergänzt Sammelstellen aus deiner Umgebung.
Inhalt von doku/sicherheit/entsorgung.md (Vorlage):
# Entsorgungskonzept IT – Stegmoor Haustechnik GmbH
Stand: <Datum> · Verantwortlich: <Name>, IT-Betreuung
## Grundsätze
- Nutzungsdauer verlängern (Aufrüsten, Weitergabe) vor Entsorgung.
- Nichts in den Restmüll, was getrennt gesammelt werden muss.
- Datenträger werden vor der Abgabe gelöscht oder zerstört und protokolliert.
## Entsorgungswege
| Abfall | Sammlung im Haus | Entsorgungsweg | Besonderheit |
|---|---|---|---|
| Altgeräte (PC, Monitor, Drucker, Switch) | beschrifteter Karton im Lager | Altstoffsammelzentrum <Name> oder Rücknahme beim Händler | erst Datenträger behandeln |
| Datenträger (HDD, SSD) | verschlossene Box | Löschen/Verschlüsselung + Löschprotokoll, sonst Schreddern | nie unbehandelt abgeben |
| Batterien und Akkus | Sammelbehälter | Handel oder Sammelstelle | Pole bei Lithium abkleben, beschädigte einzeln lagern |
| USV-Batterien | Lager | Fachentsorger mit Übernahmebestätigung | Blei, Gefahrgut |
| Toner und Tinte | Karton | Rücknahme Hersteller oder Händler | |
| Papier und Karton | Papiersammlung | Altpapier | vertrauliche Papiere schreddern |
| Kabel, Kleinteile | Elektroschrottbox | Altstoffsammelzentrum | |
## Datenlöschung
| Datum | Gerät / Seriennummer | Datenträger | Methode | Durchgeführt von |
|---|---|---|---|---|
| | | | | |
## Energie
- Energiesparmodus an allen Arbeitsplätzen, Bildschirme nach <n> Minuten aus.
- Geräte nach Arbeitsende ausschalten, Steckdosenleisten mit Schalter nutzen.
- Beim Neukauf Energieeffizienz und Netzteil-Wirkungsgrad (z. B. 80 PLUS) beachten.
⚠ vor Ausführung prüfen
Trage in die Spalte „Entsorgungsweg“ nur Sammelstellen ein, die du selbst nachgeprüft hast (Gemeinde, Abfallverband). Öffnungszeiten und Annahmebedingungen ändern sich.
Notiere im Laborprotokoll unter „C.5“, welche Sammelstelle du gewählt hast und wie du Datenträger löschen würdest.
Erklärung: Die Befehle schreiben das Entsorgungskonzept fest und laden den Stand zum Remote. git add stellt die Dateien bereit, git commit -m hält sie fest, git push überträgt alle Commits dieser Woche zur Gegenstelle origin.
git add doku/sicherheit/entsorgung.md woche-02/laborprotokoll.md
git commit -m "w02 doku: Entsorgungskonzept mit Datenloeschung"
git push
Kontrolle: git log --oneline zeigt jetzt vier neue Commits mit dem Präfix w02.
Erklärung: Der Befehl listet die letzten fünf Commits in einer Zeile pro Eintrag. -5 begrenzt die Anzahl. Du erwartest vier Einträge w02 … oben und darunter die Einträge aus Woche 01.
D. Troubleshooting¶
Szenario laut Plan: Überlastetes Netzteil – Leistungsbilanz nachrechnen. Der Alt-PC eines Kollegen läuft seit Jahren stabil mit einem Netzteil, auf dessen Typenschild „250 W“ steht. Um Planungsprogramme schneller zu machen, wurde eine Grafikkarte mit 150 W Maximalleistung eingebaut und eine zweite Festplatte ergänzt. Seitdem startet der Rechner unter Last ohne Fehlermeldung neu, besonders beim Rendern. Nach einer Pause läuft er wieder, bis er wieder stark beansprucht wird. Die Komponenten bei Höchstlast: Mainboard 35 W, Prozessor 95 W, Arbeitsspeicher 8 W, SSD 5 W, zwei Festplatten je 9 W, Gehäuselüfter 6 W, Grafikkarte 150 W.
Aufgabe: Stelle die Leistungsbilanz auf, entscheide, ob das Netzteil überlastet ist, und nenne zwei Wege zur Behebung. Prüfe zuerst die Vermutung, bevor du ein Teil austauschst.
Lösung
Summe der Höchstlast: 35 W + 95 W + 8 W + 5 W + 18 W + 6 W + 150 W = 317 W.
Das Netzteil kann nur 250 W abgeben. 317 W / 250 W = 1,27, also ist es mit 127 % der Nennleistung überlastet. Es schaltet über seinen Überlastschutz ab, der Rechner startet neu. Das passiert nur unter Last, weil Prozessor und Grafikkarte dann gleichzeitig ihre Spitzenleistung ziehen. Im Leerlauf liegt der Bedarf weit unter 250 W, deshalb war der Fehler vorher nicht aufgefallen.
Wirklich nötig ist ein Netzteil mit Reserve: 317 W · 1,3 = 412 W, also das nächstgrößere handelsübliche Netzteil, zum Beispiel 450 W. Bei einem Wirkungsgrad von 85 % nimmt dieses Netzteil bei 317 W Abgabe etwa 317 W / 0,85 ≈ 373 W aus der Steckdose auf.
Zwei Wege zur Behebung: (1) Ein ausreichend dimensioniertes Netzteil (mindestens 450 W) einbauen. (2) Die Grafikkarte wieder entfernen oder durch ein sparsameres Modell ersetzen, sodass die Bilanz unter etwa 70 % der 250 W (175 W) liegt. Eine reine Softwarelösung gibt es nicht. Beim Tausch ziehst du den Netzstecker, trägst das ESD-Armband und öffnest das Netzteil nie selbst. Danach den Lasttest wiederholen und die Bilanz im Laborprotokoll festhalten.
E. Security und Mathematik¶
E.1 Security: ESD, elektrische Gefahren, Unfallverhütung¶
Aufgabe 1 (LAP-Stil): Nenne vier Verhaltensregeln, die ESD-Schäden beim Zusammenbau eines PCs vermeiden.
Lösung
ESD-Armband tragen und erden; auf einer geerdeten ESD-Matte arbeiten; Bauteile nur an den Rändern anfassen und bis zum Einbau im ESD-Beutel lassen; Kunststoff, Folien und Styropor aus dem Arbeitsbereich entfernen; Netzstecker des PCs ziehen.
Aufgabe 2 (LAP-Stil): Warum enthält ein ESD-Armband einen Widerstand von 1 MΩ, statt direkt mit Erde verbunden zu sein? Berechne den größten Strom bei Kontakt mit 230 V.
Lösung
Der Widerstand begrenzt den Strom durch den Körper, falls versehentlich eine Spannung auf die Erdleitung gelangt. I = U / R = 230 V / 1 000 000 Ω = 0,00023 A = 0,23 mA. Das liegt unter der Wahrnehmungsschwelle von etwa 0,5 mA. Ohne Widerstand wäre der Körper direkt mit Erde verbunden, und ein Fehler könnte tödlich enden. Er ist trotzdem kein Freibrief für das Arbeiten an Geräten unter Netzspannung.
Aufgabe 3 (Fallszenario, NT-A04): Im Serverraum der Stegmoor Haustechnik GmbH liegt ein Kollege am Boden neben einem Rack. Du siehst, dass er mit der Hand ein beschädigtes Netzkabel hält, das an einer Leiste steckt. Er reagiert nicht. Beschreibe die Maßnahmen in der richtigen Reihenfolge.
Lösung
- Eigenschutz: Den Kollegen nicht anfassen, solange das Kabel unter Spannung steht. Er und du könnten sonst beide betroffen sein.
- Strom trennen: Leiste ausschalten, Stecker ziehen oder Sicherung beziehungsweise Hauptschalter ausschalten. Wenn nichts davon schnell geht, den Verunglückten mit einem trockenen, nicht leitenden Gegenstand (Holzstiel) vom Kabel wegbringen.
- Notruf 144 absetzen (oder 112): wer, was, wo, wie viele Verletzte, auf Rückfragen warten. Lass jemanden einen Defibrillator holen, falls vorhanden.
- Bewusstsein und Atmung prüfen. Normale Atmung: stabile Seitenlage. Keine normale Atmung: Herzdruckmassage in der Mitte des Brustkorbs, 5–6 cm tief, 100–120 pro Minute, bis die Rettung kommt oder der Defibrillator einsatzbereit ist und seine Anweisungen gibt.
- Brandwunden an Hand oder Fuß steril abdecken. Auch bei scheinbarer Erholung muss der Kollege ärztlich untersucht werden, weil Herzrhythmusstörungen verzögert auftreten können.
- Danach den Unfall melden und das Kabel sperren, bis eine Elektrofachkraft die Anlage geprüft hat.
Aufgabe 4 (LAP-Stil, NT-A05): Ein Altgerät (Desktop-PC mit Festplatte) soll entsorgt werden. Nenne die Schritte in der richtigen Reihenfolge.
Lösung
- Prüfen, ob eine Weiternutzung oder Aufrüstung möglich ist.
- Daten sichern, falls nötig.
- Datenträger sicher löschen (Überschreiben oder Secure Erase, bei verschlüsselter Platte den Schlüssel vernichten) oder zerstören; Löschprotokoll mit Seriennummer führen.
- Batterien (zum Beispiel Knopfzelle am Mainboard) entnehmen und getrennt sammeln.
- Das Altgerät an einer Sammelstelle oder bei einem zertifizierten Entsorger abgeben und die Übernahme bestätigen lassen.
E.2 Mathematik: Ohmsches Gesetz, Leistung, Wirkungsgrad, Netzteil/USV¶
Dies sind die 10 LAP-Rechenaufgaben Elektrotechnik/Leistung laut Plan (NT-C09, NT-C04; Prüfarbeit § 7 Z3 und Z5). Rechne mit Taschenrechner, Formel angeben, Einheit nicht vergessen.
Aufgabe 1: An einem Widerstand von 470 Ω liegt eine Spannung von 12 V. Berechne den Strom und die Leistung. Reicht ein Widerstand mit 0,25 W Belastbarkeit?
Lösung
I = U / R = 12 V / 470 Ω ≈ 0,0255 A = 25,5 mA. P = U · I = 12 V · 0,0255 A ≈ 0,306 W (oder P = U² / R = 144 / 470 ≈ 0,306 W). 0,306 W > 0,25 W, daher reicht der Widerstand nicht, ein Widerstand mit 0,5 W wäre geeignet.
Aufgabe 2: Ein Steckernetzteil liefert 5 V bei 2,4 A. Wie groß ist die Ausgangsleistung?
Lösung
P = U · I = 5 V · 2,4 A = 12 W.
Aufgabe 3: Ein Switch nimmt aus der 230-V-Steckdose 0,35 A auf (Leistungsfaktor 1 angenommen). Wie groß ist die Leistung? Welche Energie verbraucht er in 24 Stunden?
Lösung
P = U · I = 230 V · 0,35 A = 80,5 W. W = P · t = 80,5 W · 24 h = 1 932 Wh ≈ 1,93 kWh.
Aufgabe 4: Ein Netzteil gibt 400 W ab und hat einen Wirkungsgrad von 90 %. Wie groß sind die aufgenommene Leistung und die Verlustleistung?
Lösung
P_zu = P_ab / η = 400 W / 0,9 ≈ 444 W. Verlustleistung = 444 W − 400 W ≈ 44 W. Sie wird zu Wärme.
Aufgabe 5: Ein Server nimmt dauernd 180 W auf. Berechne den Jahresverbrauch (365 Tage) in kWh und die Kosten bei 0,25 € je kWh (angenommener Preis für die Aufgabe).
Lösung
W = P · t = 0,18 kW · 24 h · 365 = 0,18 kW · 8 760 h = 1 576,8 kWh. Kosten = 1 576,8 kWh · 0,25 €/kWh = 394,20 €.
Aufgabe 6: Zwei Widerstände mit 100 Ω und 220 Ω liegen in Reihe an 12 V. Berechne Gesamtwiderstand, Strom und die Spannung am 100-Ω-Widerstand.
Lösung
R = 100 Ω + 220 Ω = 320 Ω. I = U / R = 12 V / 320 Ω = 0,0375 A = 37,5 mA. U₁ = R₁ · I = 100 Ω · 0,0375 A = 3,75 V.
Aufgabe 7: Zwei Widerstände mit 120 Ω und 180 Ω liegen parallel. Wie groß ist der Gesamtwiderstand?
Lösung
R = R₁ · R₂ / (R₁ + R₂) = 120 · 180 / 300 = 21 600 / 300 = 72 Ω. Der Gesamtwiderstand ist kleiner als der kleinste Einzelwiderstand.
Aufgabe 8: Das Stromnetz liefert 230 V Effektivwert bei 50 Hz. Wie groß sind Periodendauer und Scheitelwert?
Lösung
T = 1 / f = 1 / 50 Hz = 0,02 s = 20 ms. Û = U · √2 = 230 V · 1,414 ≈ 325 V.
Aufgabe 9 (Netzteil dimensionieren, NT-C04): Für einen Büro-PC gelten diese Höchstwerte: Mainboard 30 W, Prozessor 65 W, Arbeitsspeicher 10 W, SSD 5 W, Festplatte 8 W, Lüfter 5 W. Berechne die Summe und die nötige Netzteilleistung mit 30 % Reserve.
Lösung
Summe: 30 W + 65 W + 10 W + 5 W + 8 W + 5 W = 123 W. Mit Reserve: 123 W · 1,3 ≈ 160 W. Gewählt wird die nächste handelsübliche Stufe, zum Beispiel ein Netzteil mit 300 W.
Aufgabe 10 (USV, NT-C04): Eine USV hat 1 000 VA und einen Leistungsfaktor von 0,6. Angeschlossen sind: Router 20 W, Switch 30 W, NAS 60 W, Server 150 W. Die nutzbare Batterieenergie beträgt 150 Wh, der Wechselrichter hat einen Wirkungsgrad von 85 %. Prüfe, ob die Last zulässig ist, und berechne die Laufzeit.
Lösung
Maximale Wirkleistung: P_max = S · cos φ = 1 000 VA · 0,6 = 600 W. Last: 20 W + 30 W + 60 W + 150 W = 260 W. 260 W < 600 W, die Last ist zulässig (Auslastung 43 %). Laufzeit: t = 150 Wh · 0,85 / 260 W = 127,5 Wh / 260 W ≈ 0,49 h ≈ 29 Minuten. Das genügt, um die Geräte sauber herunterzufahren. In der Praxis ist die Laufzeit durch Alterung der Batterie kürzer.
F. Wiederholung¶
Laut Plan gibt es in dieser Woche keine Wiederholung von IDs aus früheren Wochen. Die Wiederholung beginnt in Woche 03 mit NT-A03 und NT-C04.
G. Selbsttest und Prüfungsfragen¶
Selbsttest laut Plan: 10 LAP-Rechenaufgaben Elektrotechnik/Leistung – löse die zehn Aufgaben aus Abschnitt E.2 ohne Hilfe, vergleiche erst danach mit den Rechenwegen und wiederhole die Aufgaben, die du falsch hattest.
Frage 1¶
Nenne die drei Schritte bei einem Stromunfall in der richtigen Reihenfolge, bevor du die Verunglückte oder den Verunglückten anfasst.
Lösung
Erstens Eigenschutz: Strom trennen (Stecker ziehen, Sicherung ausschalten), zweitens Notruf 144 oder 112 absetzen, drittens Bewusstsein und Atmung prüfen und passende Erste Hilfe leisten (stabile Seitenlage oder Herzdruckmassage).
Frage 2¶
Erkläre, warum ESD-Schäden gefährlich sind, obwohl du die Entladung oft gar nicht spürst.
Lösung
Eine Entladung ist für den Menschen erst ab etwa 3 000 V spürbar, empfindliche Bauteile können aber schon bei unter 100 V beschädigt werden. Der Schaden ist oft verdeckt: Das Bauteil funktioniert zunächst und fällt später aus. Deshalb sind Armband, Matte und Erdung nötig.
Frage 3¶
Wie müssen Akkus und Batterien am Ende ihrer Lebensdauer behandelt werden? Nenne zwei Regeln.
Lösung
Sie gehören nie in den Hausmüll, sondern in die Sammelbehälter von Handel oder Sammelstellen. Bei Lithium-Akkus werden die Pole abgeklebt, beschädigte oder aufgeblähte Akkus lagert man einzeln in einem nicht brennbaren Behälter. USV-Batterien (Blei) gehen an einen Fachentsorger.
Frage 4¶
Ein Server nimmt 230 W auf, die USV hat 600 VA mit Leistungsfaktor 0,6. Ist die USV ausreichend dimensioniert? Begründe mit Rechnung.
Lösung
P_max = 600 VA · 0,6 = 360 W. Die Last von 230 W liegt darunter (Auslastung 64 %), die USV ist formal ausreichend. Mit 30 % Reserve wären 299 W nötig, auch das liegt unter 360 W. Die Laufzeit hängt von der Batterie ab.
Frage 5¶
Ein Netzteil nimmt 150 W auf und gibt 126 W ab. Berechne den Wirkungsgrad und die Verlustleistung.
Lösung
η = P_ab / P_zu = 126 W / 150 W = 0,84 = 84 %. Verlustleistung: 150 W − 126 W = 24 W (als Wärme).
H. Stand des Firmennetzes nach Woche 02¶
| Gerät | Netz | Adresse | Dienste |
|---|---|---|---|
| PREC | – | – | Git for Windows, VS Code, KeePassXC (Labor-Tresor labor.kdbx außerhalb jedes Repositorys); Labortisch mit ESD-Arbeitsplatz (Armband, Matte) |
Es laufen keine VMs und es gibt keine IPv4-Adressen.
Repository stegmoor-it – neu: doku/sicherheit/sicherheitskonzept.md, doku/sicherheit/entsorgung.md, Wochenordner woche-02/ mit laborprotokoll.md und nachweise/.
I. Selbstkontrolle¶
| ID | Abschnitt |
|---|---|
| NT-A03 | A, B, C, E, G |
| NT-A04 | B, E, G |
| NT-A05 | B, C, E, G |
| NT-C09 | B, E, G |
| NT-C04 | B, C, D, E, G |
Zeitsumme: Theorie 2,5 h + Praxis 2,0 h + Plus 0,0 h = 4,5 h
Abweichungen vom Masterplan: keine
J. Offene Fragen¶
- Der Labor-Masterplan führt ESD-Armband und ESD-Matte in der Einkaufsliste erst bei Woche 03 (Assemblierung). Der Soll-Zustand verlangt den ESD-Arbeitsplatz aber schon nach Woche 02. Die Anleitung setzt voraus, dass das Set diese Woche vorhanden ist; sonst vorziehen.
- Das Multimeter für die Armbandprüfung (C.2) steht nicht in der Geräteliste des Labor-Masterplans. Wenn keines vorhanden ist, entfällt nur die Messung, der Rest der Übung bleibt gleich.