Elektronik Skript
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Elektronik Prof Mackeprang 4.2 Freilaufdiode Bei induktiven Lasten (Verbraucher mit Spule z.B. Relais, Motor) werden Freilaufdioden benötigt, um die Bauteile vor der großen Induktionsspannung zu schützen. Beim Abschalten des Relais bleibt das Magnetfeld noch kurz erhalten, da der Strom versucht weiterzufließen. Es entsteht dadurch eine kurze Störspannung die mehrere 100V erreichen kann. Da die Polarität der Störspannung andersherum ist, wird die Freilaufdiode parallel zur Spule geschaltet. So ist sie in Sperrrichtung und hat keinen Einfluss auf die Schaltung, allerdings wird die Störspannung über diese Diode kurz geschlossen. Damit wird verhindert, dass angeschlossene Bauteile, durch die Störspannung beschädigt werden. 5 Diode als Gleichrichter Ein wichtiges Anwendungsgebiet der Diode ist das Gleichrichten von Wechselspannung in Netzgeräten. Denn beim Wechselstrom bewegen sich die Elektronen dauernd hin und her (in der Regel 50-mal pro Sekunde; also mit 50 Hertz), während beim Gleichstrom die Elektronen alle in eine Richtung fließen. Kennlinie Wechselspannung: U Beachte: Die Spannung ist an beiden roten Punkten gleich groß, aber die Polarität ist vertauscht! � Der Wechselstrom entsteht durch die die Drehbewegung des Ankers � Wechselspannung ist in der Technik so wichtig, da sie sich ohne Probleme transformatorisch in höhere Spannungen transferieren lässt → Beim el. Energietransport geht mittels hoher Spannung weniger el. Energie in Form von Wärme verloren, da der Strom kleiner ist (PV = I² * R) � Ein Elektromotor läuft nicht mit Wechselstrom t Stefanie Bestler 20 Stephan Nonnenmacher
Elektronik Prof Mackeprang 5.1 Einweggleichrichter (E1): Damit ein Elektromotor mit Wechselstrom betrieben werden kann, muss er in Gleichstrom verwandelt werden. Dies geschieht durch Gleichrichter. U - + + - Bei dem Einweggleichrichter wird nur eine Diode verwendet. Die Diode lässt die Elektronen nur in eine Richtung fließen, in der anderen Richtung sperrt sie. Von den beiden Halbwellen des Wechselstroms bleibt nur noch die positive Halbwelle übrig. Wenn man die Diode umdreht, werden nur die negativen Halbwellen durchgelassen. Dadurch entsteht eine Pulsierende Gleichspannung. Da in der halben Zeit kein Strom fließt, entspricht diese Form von Gleichstrom noch nicht dem Gleichstrom einer Batterie. Eine elektrische Schaltung könnte man so nicht betreiben. Analogie zum Wechselstrom: Wenn man einen Kolben einer Luftpumpe hin und her bewegt, bewegt sich auch die Luft hin und her. � Luftpumpe ~ Wechselstrom Beispiel aus der Technik: Ein Fön hat 2 Heizstufen: Bei der niedrigen Stufe ist eine Diode mit in den Stromkreis geschalten (pulsierender Gleichstrom � nur die halbe Leistung), die höheren Stufe wird mit Wechselstrom betrieben, die Diode wird überbrückt. 5.2 Zweiweggleichrichter (E2): Der Zweiwegglieichrichter funktioniert auf dem Prinzip eines Trafos, mit Mittelanzapfung. Ein sich änderndes Magnetfeld übt eine Kraft auf Elektronen aus, die dadurch verschoben werden. → Spannung wird induziert (entsteht). Da es sich um Wechselspannung handelt, ändern sich die Pole. U t t Der Trafo erzeugt eine Wechselspannung Stefanie Bestler 21 Stephan Nonnenmacher M U t
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4.2 Freilaufdiode<br />
Bei induktiven Lasten (Verbraucher mit Spule z.B. Relais, Motor) werden<br />
Freilaufdioden benötigt, um die Bauteile vor der großen Induktionsspannung zu<br />
schützen. Beim Abschalten des Relais bleibt das Magnetfeld noch kurz erhalten, da<br />
der Strom versucht weiterzufließen. Es entsteht dadurch eine kurze Störspannung<br />
die mehrere 100V erreichen kann. Da die Polarität der Störspannung andersherum<br />
ist, wird die Freilaufdiode parallel zur Spule geschaltet. So ist sie in Sperrrichtung und<br />
hat keinen Einfluss auf die Schaltung, allerdings wird die Störspannung über diese<br />
Diode kurz geschlossen. Damit wird verhindert, dass angeschlossene Bauteile, durch<br />
die Störspannung beschädigt werden.<br />
5 Diode als Gleichrichter<br />
Ein wichtiges Anwendungsgebiet der Diode ist das Gleichrichten von<br />
Wechselspannung in Netzgeräten.<br />
Denn beim Wechselstrom bewegen sich die Elektronen dauernd hin und her (in der<br />
Regel 50-mal pro Sekunde; also mit 50 Hertz), während beim Gleichstrom die<br />
Elektronen alle in eine Richtung fließen.<br />
Kennlinie Wechselspannung:<br />
U<br />
Beachte:<br />
Die Spannung ist an beiden roten Punkten<br />
gleich groß, aber die Polarität ist vertauscht!<br />
� Der Wechselstrom entsteht durch die die Drehbewegung des Ankers<br />
� Wechselspannung ist in der Technik so wichtig, da sie sich ohne Probleme<br />
transformatorisch in höhere Spannungen transferieren lässt<br />
→ Beim el. Energietransport geht mittels hoher Spannung weniger el. Energie<br />
in Form von Wärme verloren, da der Strom kleiner ist (PV = I² * R)<br />
� Ein Elektromotor läuft nicht mit Wechselstrom<br />
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