Basiswissen

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    "Basiswissen Elektronik"

    http://kickme.to/tiger/

  • IndexIndex

    Grundbegriffe:Elektrische Ladung 2Elektrische Spannung 3Elektrische Stromstrke 4Elektrische Leistung 5Messen 6

    Grundschaltungen:Reihenschaltung 7Parallelschaltung 8Gemischte Schaltung 9Spannungsteiler 10

    Elektronische Bauteile:Widerstand 11

    Festwiderstand 12Farbcode 13

    Einstellbarer Widerstand 14Lichtabhngiger Widerstand 15Temperaturabhngiger Widerstand 16

    Kondensator 17

    Halbleiter 18

    Diode 19Prfen einer Diode 20Zener-Diode 21Leuchtdiode 22 + 23Infrarot-Sendediode 24

    Gleichrichter 25

    Transistor 26Prfen eines Transistors 27Fototransistor 28Feldeffekttransistor 29Khlkrper 30

    Solarzelle 31

    Integrierter Schaltkreis 32C-MOS-IC 33Timer-IC 34Spannungsregler-IC 35Operationsverstrker 36IC-Fassung 37

    Relais 38

    Sonstige Bauteile:Drucktaster 39Platine 40Anschludraht 41Ltstift 42Steckschuh 43Batterie-Clip 44Lampenfassung 45Glhlmpchen 46Klemmleiste 47Distanzrolle 48Buchse 49

    CONRAD ELECTRONIC, Hirschau 1996 "Basiswissen Elektronik" Schulversion

  • Elektrische LadungElektrische Ladung

    Die Materie ist normalerweise aus neutralen Atomen aufgebaut. In ihrem Inneren kompensieren sich die positiven Ladungen des Atomkerns mit den negativen Ladungen der Elektronen. Dabei kann das uerste Elektron (je nach Material) mehr oder weniger stark an das Atom gebunden sein.

    Atome in denen diese Elektronen wenig gebunden sind, neigen dazu, Elektronen an Nachbaratome abzugeben. Diese abgegebenen Elektronen knnen von Atomen mit stark eingebundenen eigenen Elektronen aufgenommen werden. Deshalb lassen sich zwei Stoffe mit diesen unterschiedlichen Eigenschaften, wie z.B. Glas und Seide, durch Reibung aufladen.

    Elektronen wandern vom einen zum anderen Stoff und durch Elektronenberschu, bzw. Mangel, entsteht eine positive oder negative Aufladung. Ist sie gleichnamig, stt sie sich ab, ist sie ungleichnamig, zieht sie sich an.

    Durch ungleichnamig geladene Krper bzw. einer Ladungsdifferenz entsteht ein Spannungspotential. Dieses nennt man elektrische Spannung.

    Kurzbezeichnung: QEinheit: Coulomb = CFormel: Q = N x e (N = Anzahl der Elementarladungen, e = Elementarladung) oderQ = I x t (I = Stromstrke, t = Zeit) oderQ = C x U (C = Kapazitt, U = Spannung)

    Siehe auch Kondensator

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  • Elektrische SpannungElektrische Spannung

    Elektrische Spannung besteht berall dort, wo zwischen zwei Punkten unterschiedliche elektrische Ladung vorhanden ist.

    Elektrische Spannung entsteht durch Trennung der positiven und negativen Ladung. Die elektrische Spannung ist das Ausgleichsbestreben von unterschiedlichen Ladungen, sich zu neutralisieren (vergleichbar mit unterschiedlichen Drcken). Es herrscht dann eine Ladungs- bzw. eine Potentialdifferenz.

    Verbindet man zwei unterschiedlich geladene Pole mit einem Leiter, fliet elektrischer Strom (siehe elektrische Stromstrke).

    Die Spannung wird mit einem Spannungsmesser (Voltmeter)Spannungsmesser (Voltmeter) gemessen, der parallel zum Verbraucher angeschlossen wird.

    Kurzbezeichnung: U Einheit: V (Volt)Formel: U = R x I (R = Widerstand, I = Stromstrke)

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  • Elektrische StromstrkeElektrische Stromstrke

    In der Spannungsquelle wird elektrische Ladung getrennt und damit elektrische Spannung erzeugt. Diese ist bestrebt, die Ladungstrennung rckgngig zu machen.

    Schliet man an die beiden Pole einer Spannungsquelle ber Leitungen einen Verbraucher an, dann kann hierber die Ladungstrennung wieder rckgngig gemacht werden. Es fliet ein Ladungsstrom (elektrischer Strom), d.h. die Ladung bewegt sich durch die Leitung und den Verbraucher.

    Spannung und Stromstrke verhalten sich proportional zueinander. Wenn keine Spannung vorhanden ist, kann auch kein Strom entstehen.

    Die elektrische Stromstrke wird mit einem AmperemeterAmperemeter gemessen, das in Reihe zu dem Verbraucher angeschlossen wird.

    Kurzbezeichnung: I Einheit: A (Ampere)Formel: I = U : R (U = Spannung, R = Stromstrke)

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  • Elektrische LeistungElektrische Leistung

    Leistung wird definiert als Energienderung je Zeiteinheit. In der Elektrotechnik ist das die Energie, die an einem Verbraucher umgesetzt wird. Die einem Verbraucher zugefhrte elektrische Energie entspricht der Summe aller Energien, die der Verbraucher abgibt (z.B. mechanische Energie, Wrme- und Strahlungsenergie usw.).

    In der Elektronik ist besonders wichtig, ob die zugefhrte elektrische Leistung die verwendeten Bauteile nicht berlastet und damit zerstrt (meist durch zu hohe Wrmeentwicklung). Deshalb wird z.B. beim Festwiderstand eine bestimmte Belastungsgrenze in Watt angegeben.

    Die elektrische Leistung (bei Gleichspannung) ist das Produkt elektrische Spannung mal elektrische Stromstrke.

    Die Leistung P eines Verbrauchers wird in W(att) angegeben

    Kurzbezeichnung: P (Power)Einheit: W (Watt)Formel (bei Gleichstrom): P = U x I (U = Spannung, I = Stromstrke)

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  • MessenMessen

    Das Messen in der Elektronik, also das genaue Ermitteln einer Megre (Mewert), geschieht durch ein geeichtes (kalibriertem) Megert mit analoger oder digitaler Anzeige.Es besteht hauptschlich aus dem Mewerk, der Anzeige oder Anzeigenskala, dem Instrumentengehuse und gegebenenfalls eingebautem Zubehr (Sicherung, Vorwiderstnde usw.).

    Ein wichtiges Element, das beim Messen beachtet werden mu, ist der Mebereich, der gewhlt wird. Natrlich mu das richtige Megert fr die jeweils zu messende Gre zur Verfgung stehen. Ein Vielfachmegert (Multimeter) mu erst auf die gewnschte Meart (z.B. Volt, Ampere, Ohm) eingestellt werden. Dabei ist eventuell auch einzustellen, ob Gleich- oder Wechselspannung vorliegt. Bei Gleichspannung ist auf die richtige Polung der Anschlsse und Prfspitzen zu achten.

    Zu Beginn der Messung sollte der jeweils grte Mebereich gewhlt werden, um diesen dann schrittweise zu verkleinern, bis ein genaues Ablesen mglich ist. Beim Ablesen ist der eingestellte Faktor des Mebereichs zu beachten sowie bei Analogmegerten eine waagerechte Lage des Instrumentes und die Vermeidung von Parallaxenfehlern.

    Die mglichen Fehlerquellen bei elektronischen Messungen sind zahlreich, aber knnen durch entsprechende Vorbereitung, Umsicht und berlegung sowie geeignetes Material (kalibriertes Megert, geringe bergangswiderstnde usw.) eingeschrnkt werden.

    Bei gleichzeitiger Verwendung von Spannungs- und Strommeinstrumenten kann durch den entsprechenden Anschlu der Mefehler eingegrenzt werden.

    Stromfehlerschaltung Spannungsfehlerschaltung

    Siehe auch elektrische Spannung und elektrische Stromstrke.

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  • ReihenschaltungReihenschaltung

    In einer Reihenschaltung ist der Strom (elektrische Stromstrke) an jedem Punkt gleich. Die Spannung teilt sich proportional zu den Widerstandwerten auf (d.h. je grer ein Widerstand, desto grer die Spannung an ihm).

    U = GesamtspannungU1, U2, Un = TeilspannungenR = ErsatzwiderstandR1, R2, Rn = Einzelwiderstnde

    U = U1 + U2 + Un

    R = R1 + R2 + Rn

    U1 : U2 = R1 : R2 = Rn : Un

    U1 : U = R1 : R

    Siehe auch Parallelschaltung und gemischte Schaltung.

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  • ParallelschaltungParallelschaltung

    In einer Parallelschaltung ist die elektrische Spannung an jedem Widerstand gleich. Der Strom verhlt sich antiproportional zu den Widerstandswerten (d.h. je kleiner der Widerstand ist, desto grer ist der Strom der durch ihn fliet).

    Ig = Gesamtstromstrke

    I1, I2, In = TeilstrmeR = ErsatzwiderstandR1, R2, Rn = Einzelwiderstnde

    Ig = I1 + I2 + In

    (1 : R) = (1 : R1 ) + (1: R2 ) + (1: Rn )I1 : I2 = R2 : R1

    I1 : In = Rn : R1

    Siehe auch Reihenschaltung und gemischte Schaltung.

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  • Gemischte SchaltungGemischte Schaltung

    Bei einer gemischten Schaltung handelt es sich um eine Mischung aus Parallel- und Reihenschaltungen.Einzelne Werte der gemischten Schaltung werden berechnet, indem man die Schaltung in mehreren Schritten vereinfacht. D.h sie wird in einfache Grundschaltungen zerlegt.

    So berechnet man z.B. zuerst den Ersatzwiderstand einer Parallelschaltung und behandelt diesen dann wie einen Einzelwiderstand.

    Ebenso kann man mit einer Reihenschaltung innerhalb der gemischten Schaltung verfahren.

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  • SpannungsteilerSpannungsteiler

    Der Spannungsteiler ist eine Reihenschaltung von Widerstnden, wo ber das Verhltnis der einzelnen Widerstnde eine genaue Spannung eingestellt werden kann. Wird dem Spannungsteiler kein Verbraucher zugeschaltet, spricht man vom unbelasteten Spannungsteiler.

    Wird der Spannungsteiler durch einen zustzlichen Widerstand (Verbraucher) parallel belastet, so sind die Werte der Schaltung wie bei einer gemischten Schaltung zu berechnen.

    Der unbelastete Spannungsteiler ist eine Reihenschaltung von Widerstnden.

    Der belastete Spannungsteiler ist eine gemischte Schaltung von Widerstnden.

    Fr belasteten Spannungsteiler:U2 : U = (R2 x RL) : (R1 x (R2 + RL) + R2 x RL

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  • WiderstandWiderstand

    Das Wort