Schaltung erklären?
kann mir jemand dieses Werkstück erklären? funktion, die teile, was diese tun bzw. bringen an dem werkstück usw
bitte nur sachlich und keine komischen fragen oder aussagen, danke im vorraus ;D
5 Antworten
Warum stellst du die gleiche Frage wie vor 4 Wochen? Bist du seit damals nicht weitergekommen in der Erkenntnis? Vielleicht musst du auch mal eine Gegenfrage beantworten, statt nur zu fordern.
https://www.gutefrage.net/frage/ampelschaltung-erklaerung
Das "Werkstück" hat nur die Funktion, die elektronische Schaltung zu tragen. Aber du willst wohl die Schaltung selber erklärt haben.
In Ergänzung zu meiner Antwort zu dieser letzten Frage:
Es ist ein astabiler Multivibrator (ein Blinklicht).
Aber anstatt zwei Stufen hat er drei.
Das ergibt dann nicht nur ein Hin-und-her-Blinklicht, sondern ein "Lauflicht", hier wohl als Ampel gedacht (grün - gelb - rot - grün - usw.).
Hier ist die zweistufige "Ampel"erklärt:
https://deacademic.com/dic.nsf/dewiki/106768#Schaltungsbeschreibung
Darin das GIF
https://deacademic.com/pictures/dewiki/65/Astabile-kippstufe.gif
Die Funktionsweise der Einzelbauteile und deren Funktion im Zusammenspiel zu erklären sprengt hier den Rahmen.
Welche Bauteile verbaut sind steht in der Antwort von whgoffline.
Schau dir auf Youtube videos dazu an, dort sieht man die Funktion.
https://m.youtube.com/watch?v=DVPFuvtWpek
https://m.youtube.com/watch?v=WMJKprRb5jg
https://m.youtube.com/watch?v=5wIRJN3DN_8
Zu sehen sind drei Led's in den Farben Rot, grün und gleb, 6 Widerstände und 5 Kondensatoren, sowie ein zwei npn Transistoren. Die Schaltung ist wahrscheinlich eine Ampel.
Ich bin mir jetzt nicht hundert prozentig sicher, wie die Bauteile miteinander verschaltet sind, ein Ersatzschaltplan währe hier etwas übersichtlicher. So werde ich es gar nicht erst Versuchen.
Über die Bauteile im einzelnen können wir uns gerne Unterhalten. Vorteilhaft währe es, wenn dir die Grundlagen der Elektrotechnik bekannt sind. Das Ohmsche Gesetz und die 2 Regeln von Kirchhoff, die Maschenregel und die Knotenpunktregel sollten bekannt sein.
Auf die Bauteile gehe ich allerdings nicht im Detail ein, da dies sonst zu viel währe. Du kannst dir gerne ein Bauteil Aussuchen zu dem du mehr Erfahren möchtest und wir gehen genauer darauf ein.
Ich erkenne folgende elektrische Bauteile:
1. Ein ohmscher Widerstand.
Ein ohmscher Widerstand hat den Zweck die Stromstärke bei gleichbleibender angelegter Spannung zu verringern. Ein Widerstand zu dem ein weiterer Widerstand ohmscher Art in Reihe geschaltet wird bewirkt nicht nur eine Verringerung der Stromstärke welcher durch beide Widerstände fließt sondern auch, dass sich die angelegte Spannung an ihnen Aufteilt. Da die Leistung P das Produkt aus Spannung U und Strom I ist (P=U*I) wird an einem Widerstand Leistung verbraten. Hier wird also elektrische Energie in Wärme umgewandelt. Das ist auch der Grund, warum Kabel und generell Elektronik warm wird. Der Elektriker spricht hier von Verlusten, denn die Wärme ist ein Nebenprodukt was Energie benötigt aber keinen Nutzen bringt.
Im Prinzip kann alles ein elektrischer Widerstand sein. Jedes Material besitzt einen Leitwert was im Prinzip Aussagen darüber macht, wie gut der jeweilige Stoff den elektirschen Strom leiten kann. Der Leitwert wird in Siemens angegeben und der elektrische Widerstand entspricht dem Kehrwert (1/Siemens) des Leitwertes. Von einem Widerstand ohmscher Art spricht man dann, wenn die Widerstandskennlinie Linea verläuft.
2.) Ein Kondensator bzw. Elektrolytekondensator.
Ein Kondensator ist ein sehr beliebtes elektronisches Bauteil und fast überall zu finden. Vor allem dann, wenn etwas in Zeitabhängigkeit angesteuert werden muss.
Ein Kondensator besteht Physikalisch gesehen aus 2 Leitenden Flächen, die sich gegenseitig gegenüberstehen und elektrisch nicht miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Flächen befindet sich ein nicht leitender Stoff, ein Dielektrikum.
Die Aufgabe eines Kondensators ist es elektrische Energie kurzzeitig zu speichern. Wie viel elektrische Energie der Kondensator speichern kann hängt von der Kapazität des Kondensators in Farad ab.
Wird eine Spannung am Kondensator angelegt, werden die Platten Polarisiert. beim Polarisieren der Platten sammeln sich die Elektronen auf der einen Seite der Platte und auf der anderen Seite entsteht ein Elektronenmangel. Dieser Vorgang dauert solange an, bis keine weiteren Elektronen mehr an die Platte gelangen kann. An einem aufgeladenen Kondensator liegt dann die volle angelegte Spannung an, danach fließt kein Strom mehr.
Aufgrund der Polarisation der Platten entsteht zwischen den Platten ein elektrisches Feld, welcher in Richtung des Minuspols zeigt. Dieses elektrische Feld durchzieht die gesamte Fläche zwischen den beiden Platten.
Im Dielektrikum also der nichtleitende Stoff befinden sich Moleküle, dessen Elektronen sich nicht bewegen können, da es ja ein Nichtleiter ist, doch durch das elektrische Feld verformen sich die Moleküle trotzdem und werden ebenfalls Polarisiert. Es entsteht im Dielektrikum also ein Pluspol und ein Minuspol wodurch ebenfalls ein elektrisches Feld aufgebaut wird, was dem Äußeren Feld entgegenwirkt und abschwächt, was wiederum die Kapazität des Kondensators erhöht.
Anders gesagt: Das Dielektrikum im Kondensator hat die Aufgabe die Kapazität des Kondensators zusätzlich zu erhöhen.
Die Kapazität errechnet sich folgendermaßen: C=E0*(A/d)*Er
E0 soll Epsilon 0 heißen und ist einfach nur eine Elektrizitätskonstante. A entspricht dem Flächeninhalt der Platten und d dem Abstand wie weit die Platten voneinander entfernt sind. Epsilon r entspricht der Dielektrizitätskonstante und ist vom Dielektrikum abhängig also von dem Stoff den man als Dielektrikum verwendet. Mann könnte auch Luft verwenden aber die Dielektizitätskonstante von Luft ist 1 und macht daher auch keinen sinn, denn irgendwas durch 1 ist irgendwas. Wenn also Luft verwendet wird, kann man sich Epsilon r für die Berechnung sparen.
Wie lassen sich Zeitschaltungen mit dem Kondensator realisieren? Nun ich will jetzt nicht näher auf das Lade und Endladeverhalten der Kondensatoren eingehen, sollte aber für das weitere Verständnis bekannt sein.
Die Zeitkonstante Tau beschreibt grob gesagt, wie lange ein Kondensator braucht um sich aufzuladen. Nach 5*Tau gilt der Kondensator als aufgeladen.
Wie lange ein Kondensator braucht um sich aufzuladen hängt zum einen von der Kapazität des Kondensators ab und zum anderen vom Widerstand der dem Kondensator in Reihe vorgeschaltet wird. Also ein ganz normaler ohmscher Vorwiderstand. Demnach gilt: Tau=R*C
Ist die Zeitkonstante Tau berechnet, muss diese nur noch mit 5 multipliziert werden und man weiß die Zeit, die der Kondensator bei dem Widerstand zum Aufladen braucht. Sobald der Kondensator voll aufgeladen ist, fließt kein Strom mehr solange man den Kondensator nicht wieder entlädt.
3.) Bipolartransistor.
Wie gesagt. ich kann es nicht genau erkennen. Ich weiß jetzt also nicht genau ob es sich um NPN PNP oder Feldeffekttransistoren handeln, deshalb nehme ich hier für die Erklärung die einfachen Bipolartransistoren.
Der Bipolartransistor Halbleiterbauelement, dessen Aufgabe es ist auf elektrische Art und Weise ein Stromfluss durchzuschalten oder zu verstärken, denn der Transistor kann sowohl als elektronischer Schalter als auch Verstärker eingesetzt werden.
An einem Bipolartransistor sind insgesamt 3 Beinchen zu erkennen die sich Colector, Emitter und Basis schimpfen. sobald ein kleiner Steuerstrom über die Basis des Transistors zum Emitter fließt, wird die Colector/Emitter Strecke leitend und es fließt ein Strom durch den Colector zum Emitter, welcher um den Verstärkungsfaktor B des Transistors verstärkt wurde. wird eine bestimmte Stromstärke über die Basis erreicht, befindet sich der Transistor in Sättigung und eine weitere Erhöhung des Basisstroms führt zu keiner weiteren Verstärkung der Stromstärke durch den Colector. Der Transistor ist voll durchgeschaltet.
Ein Transistor ist aufgrund seiner Bauweise in der Lage extrem hohe Schaltfrequenzen zu erreichen, die bis in den GHz bereich reichen also über eine Milliarde Schaltvorgänge in der Sekunde. Der Nachteil des Transistors ist die Leistungsaufnahme durch das Ansteuern, was für Wärme sorgt. Für einen einzelnen Transistor ist das unbedenklich aber in einem Prozessor vor Milliarden solcher Transistoren auf kleinsten Raum verbaut sind, kann das zu Problemen mit der Wärmeabfuhr führen. Aus dem Grund werden die herkömmlichen Bipolartransistoren mehr und mehr von seinem Nachfolger dem Feldeffekttransistor ersetzt.
Beim Feldeffekttransistor heißen die Beinchen allerdings nicht mehr Colector, Emitter und Basis sondern Source, Drain und Gate. Mithilfe des Feldeffektes ermöglicht der Feldeffekttransistor kurz: FET oder MOS FET für Metal Oxide halbleiter Feldeffekttransistor, einen Leistungslosen Schaltvorgang. Das bedeutet, dass zum durchschalten der Source/Drain Strecke kein Strom durch dem Gate fließen muss. Zum durchschalten wird der Gate Eingang lediglich nur polarisiert.
4.) Licht emittierende Diode kurz: LED
Eine LED ist wie der Name schon sagt eine Licht emittierende Diode also ganz einfach gesagt eine Diode. Eine herkömliche Diode besitzt eine Durchlassrichtung und eine Sperrichtung. Wird die Diode in Sperrichtung geschaltet, so sperrt die Diode und die gesamte Spannung fällt an der Diode ab. Der elektrische Widerstand der Diode ist in dem Augenblick Richtung unendlich. Das bleibt nicht für immer so, denn wenn die Spannung eine bestimmte höhe erreicht hat, bricht die Diode durch und geht Kaputt. Eine normale Diode wird also beim Durchbrechen zerstört.
Schaltet mann die Diode in Durchlassrichtung, lässt sie einen Strom fließen. Doch es kann erst ein Strom durch die Diode fließen, wenn die Speerspannung (Je nach Diode also verwendetes Material, bei Silizium ist es 0,7V) überwunden wurde. Diese Fällt auch immer an der Diode ab. Wird also eine Spannung von 12V angelegt, kann maximal eine Spannung vonn 11,3V am Verbraucher angelegt werden. Der Rest der Spannung fällt an der Diode ab also 0,7V.
Bei LEDs ist es das selbe, nur dass die LED Sichtbares Licht emittieren kann, sobald sie von einem Strom in Durchflussrichtung durchflossen wird.
Da Dioden sonst wie ein Kurzschluss wirken, benötigen sie einen Vorwiderstand, der die Stromstärke durch die Diode begrenzt und so verhindert, dass die Ptot Grenze also die Leistungsgrenze an der die Diode zerstört wird nicht erreicht wird.
das müssten wenn ich richtig sehe alle Bauteile gewesen sein. Wie gesagt nur grob beschrieben da es sonst zu lang währe.
Eine Ampel ist das
danke dir dafür, sollte soweit auf jeden fall reichen, mit gaaaanz großem abstand die beste antwort ;D danke dir und sogar noch sachlich, was auf dem forum mittlerweile eine seltenheit ist ohne das die leute dumme fragen stellen, wirklich, danke nochmal ;D