1.0
Allgemein
Formelzeichen und Einheiten:
Spannung = Volt
Strom [Ι] = Amperé
Wirkleistung [P] = Watt
Scheinleistung [S] = VA
Brindleistung [Q] = var (nach DIN 1301 Teil 1)
Widerstand [R] = Ohm/Ω
Lichtstärke [Ιv] = cd (Candela)
Lichtstrom [Φv] = lm (Lumen, 1 lm = 1 cd * sr)
Lichtmenge [Qv] = lm * s (1 lm * h = 3600 lm * s)
Leuchtdichte [Lv] = cd/m²
Beleuchtungsstärke [Ev] = lx (Lux, 1 lx = 1 lm/m² = 1 cd * sr/m²)
Formelzeichen in Eckige Klammer.
1.1
Formeln
Spannung U = R * I
Strom I = U / R
Wirkleistung P = U * I
1.2
galvanische Trennung
Zwei Stromkreise sind galvanisch voneinander getrennt, wenn es keinen Weg gibt, über den Strom aus dem einen Stromkreis in den anderen fließen kann. Es gibt verschiedene Bauelemente, die eine galvanische Trennung bewirken können
~ Transformatoren
~ Optokoppler
~ Kondensatoren
~ Akustikkoppler
Galvanische Trennung kann z.B. aus Sicherheitsgründen nötig sein. Ein Netztransformator bewirkt eine galvanische Trennung zwischen dem Stromnetz und der Elektronik im Inneren eines Gerätes. Dadurch wird verhindert, dass man durch Berühren eines Anschlusses einen Stromschlag bekommt. Eine weiterer Zweck der galvanischen Trennung ist es, Störströme zu unterbinden (z.B. Brummschleifen). So enthält z.B. ein Mantelstromfilter einen kleinen
Übertrager, der die Radiofrequenzen durchlässt, aber Gleichstrom und die niedrigen Brumm-Frequenzen sperrt.
1.3
Wissenswertes
In der Elektrotechnik ist die Anode und Kathode ein Anschluss einer Elektronenstrahlröhre, Leuchtstoffröhre oder Diode. Der Pol, der an den Pluspol der Speisespannung anzuschließen ist, um Stromfluss zu erhalten, wird als Anode bezeichnet. Der Pol, der an den Minuspolder Speisespannung anzuschließen ist, um einen Strom zu erhalten, wird als Kathode bezeichnet.
Masse
Bei elektrisch leitenden Gegenständen sollte die Masse entweder mittels Massekabel mit allen zugänglichen Teilen verbunden werden oder mittels Schutzisolierung vollständig galvanisch getrennt sein.
Ausnahmen der -/+ Regelung!
Es muss nicht immer der Minus-Pol gleich der Masse sein. Beispielsweise haben aus historischen Gründen fernmeldetechnische Anlagen wie Telefonnetze oft den Plus-Pol ihrer Stromversorgungen als Bezugspotential gewählt und diesen Plus-Pol auch geerdet. Zu dem Minus-Pol der Fernmeldeanlage ergibt sich dann eine negative Spannung von -48 V bzw. -60 V, gemessen gegen Erde. Weiter ist zu beachten, dass der Minus-Pol der Autobatterie nicht gleich Masse sein muss. In englischen Automobilen ist beispielsweise der Plus-Pol ( + ) der Autobatterie mit der Karosserie verbunden und damit das Bezugspotential.
2.1
2.2Widerstand (R)
ein passives elektrisches Bauelement charakterisiert die Eigenschaft von Bauteilen (bzw. Schaltungsteilen), den Stromfluss zu hemmen. Das Formelzeichen R kommt von dem englischen Wort "Résistance" und wird in Ohm Ω angegeben. Formel:
R = U / I
zu Widerständen gehören auch
~ Varistoren (VDR)
~ Kaltleiter (PTC)
~ Heißleiter (NTC)
~ Potentiometer (Poti)
~ Photowiderstand (LDR)
Info: diese haben andere Formel- Schaltzeichen!
2.3Varistoren
ist ein spannungsabhängiger Widerstand der bei einer bestimmten Schwellspannung, die typisch für den jeweiligen Varistor ist, leitend wird. Varistoren werden auch als VDR bezeichnet. VDR steht für Voltage Dependent Resistor.
2.4Kaltleiter
ist ein Temperatur abhängiger Widerstand der bei tieferen Temperaturen den Strom besser leiten kann als bei hohen. Kaltleiter werden auch als PTC-Widerstände bezeichnet. PTC steht für Positive Temperature Coefficient. 1. Pfeil von Links ≈ Temperatur (Steigt)
2. Pfeil von Links ≈ Widerstand (Steigt)
2.4Heißleiter
ist ein Temperatur abhängiger Widerstand der bei hohen Temperaturen den Strom besser leiten kann als bei tieferen. Heißleiter werden auch als NTC-Widerstände bezeichnet. NTC steht für Negative Temperature Coefficient. 1. Pfeil von Links ≈ Temperatur (Steigt)
2. Pfeil von Links ≈ Widerstand (Sinkt)
2.5Potentiometer (P)
ist ein veränderbarer Widerstand der durch Drehen/Ziehen kleiner oder größer wird.
3.1Photowiderstand (LDR)
ist ein lichtabhängiger Halbleiter-Widerstand.
3.2Kondensator (C)
ein Kondensator dient zum Speichern der elektrischer Energie lat.: condensus: „dichtgedrängt“ und wird in Farad /F angegeben. verschiedene:
~ Elektrolytkondensator
~ Folienkondensator
~ Keramikkondensator
~ Trimmerkondensator
Elektrolytkondensator
braucht man als Glättungskondensator zur Glättung bzw. Siebung von gleichgerichteten Wechselspannungen.
3.3
Folienkondensator
verwendet man bei Hochwertigen Audioverstärker im Signalweg.
3.4
Keramikkondensator
Die Kapazität nimmt bei einer bestimmten Spannung ein Maximum ein, das ein vielfaches der Grundkapazität betragen kann. Aufgrund der stark nichtlinearen Spannungs-Ladungs Kennlinie sind sie im wesentlichen für Einsatzgebiete geeignet in denen Kondensatoren als Energiespeicher eingesetzt werden.
3.5
Trimmerkondensator
ist ein Kondensator den man (Trimmen) Regeln kann.
4.1
Diode (D)
eine Diode ist ein Halbleiter der den Strom nur in eine Richtung durchlässt und in andere Sperrt.
noch mehr Dioden
~ Leuchtdiode
~ Z-Diode
~ Schottky-Diode
~ Kapazitäts-Diode
~ Photodiode
~ Thyristor (Triac)
~ Transistor
4.1
Leuchtdiode - Erfunden wurde die LED 1962 von Nick Holonyak.
Fließt durch die Diode Strom in Durchlassrichtung, so strahlt sie Licht ab Superflux Ghäuse:
4.2
4.3Z-Diode - benannt nach dem amerikanischen Physiker Clarence Melvin Zener
Die spezielle Charakteristik von Z-Dioden führt dazu, dass sie in zahlreichen Schaltungen zur Stabilisierung von Spannungen eingesetzt wird, aber sie lässt sich auch zur Begrenzung von Spannungen verwenden, wie das Anwendungsbeispiel der Zenerbarriere zeigt.
4.4Schottky-Diode - benannt nach dem deutschen
Physiker Walter Schottky Als "schnelle" Dioden sind Schottky-Dioden für Hochfrequenzanwendungen bis in den Mikrowellenbereich geeignet. Da sie außerdem einen kleinen Spannungsabfall in Durchlassrichtung (ca. 400 mV) haben, werden sie auch oft als Schutzdioden zum Spannungsabbau von Induktionsspannungen oder als Gleichrichterdioden in Schaltnetzteilen eingesetzt und ermöglichen dort Schaltfrequenzen bis über 1 MHz.
4.5Kapazitäts-Diode
Die Kapazitätsdiode wird zur Abstimmung von Schwingkreisen in Filtern und Oszillatorschaltungen, zum Beispiel anstelle von Drehkondensatoren oder
veränderbaren Induktivitäten zur Sendereinstellung in Funkempfängern (z. B. Radios, Fernsehempfänger) eingesetzt.
4.6Photodiode
Durch die Bestrahlung mit Licht werden in der Raumladungszone der Diode
Ladungsträger erzeugt, was zu einem Stromfluss führt, da die Ladungsträger
in die jeweils entgegengesetzt dotierten Zonen wandern.
4.7Thyristoren
Praktisch wird der Thyristor als steuerbare Diode eingesetzt. Durch Strominjektion
in die dritte Schicht (Ansteuerung am Gate) kann der Thyristor gezündet (leitfähig
geschaltet) werden.
Transistoren (T)
sind elektronische Halbleiterbauelemente, die zum Schalten und zum Verstärken von
elektrischen Strömen und Spannungen verwendet werden. Normale Transistoren haben
eine npn- oder pnp-Schichtenfolge und werden bipolare Transistoren genannt.
Bipolare Transistoren bestehen aus Silizium.
Funktion:
Beim Bipolartransistor steuert ein Strom IB im Basis-Emitter-Kreis einen (stärkeren) Strom
Rechtschreibfehler geprüft. Stand vom 07.06.2009
© 2006-09 by Jay. Alle Rechte vorbehalten.