Warum wird die Spannung U1 bei viel Licht auf den LDR größer und bei wenig Licht kleiner?
Hallo,
ich habe hier ein Arbeitsblatt mit Spannungsteiler-Schaltung, bei der ein LDR verwendet wird.
Ganz unten auf dem AB steht:
„Wenn viel Licht auf den LDR fällt, so wird die Spannung U1 größer.
Wenn wenig Licht auf den LDR fällt, so wird die Spannung U1 kleiner.“
Ich verstehe aber nicht ganz, warum das so ist. Kann mir jemand einfach kurz und knapp erklären, warum die Spannung U1 größer wird, wenn mehr Licht auf den LDR fällt, und kleiner, wenn es dunkler wird?
Danke im Voraus!
4 Antworten
Zuerst musst du erkennen, dass der Widerstand R1 und der LDR in Reihe geschaltet sind und das die Versorgungsspannung konstant 5V ist.
Das war einfach!
Der Gesamtwiderstand in einer Reihenschaltung ist die Summe der Einzelwiderstände
[I] Rg= R1 + LDR
Dann musst du wissen, das der Strom der durch die Reihenschaltung von R1 und dem LDR fließt nur von der Versorgungsspannung und der Summe der beiden Widerstände abhängt:
[II] Ir=Uo/(R1+LDR)
Jetzt muss du dich daran erinnern, das man die Spannung, die an einem Widerstand anliegt, aus dem Widerstandswert und dem Strom durch den Widerstand berechnen kann:
[III] Ur=R * Ir
Jetzt kommt die "Magie" ins Spiel:
- Wenn Licht auf den LDR fällt, wird dessen Widerstand kleiner
- damit wird die Summe aus R1 und LDR kleiner (siehe Gleichung [I]
- damit wird der Strom Ir größer (Gleichung [II]
- damit wird die Spannung Ur am Widerstand R1 größer (Gleichung [III]
was zu beweisen war :-)
Was passiert, wenn das Licht ausgeht, bekommst du jetzt sicher selber raus :-)
U1 ergibt sich über U1=5V*R1/(R1+R_Ldr)
Wird R_Ldr kleiner (Lichteinfall am LDR wird größer) wird der Nenner des Bruches kleiner und U1 wird größer.
Vergleichbar mit einer Solarzelle.
Mehr Energie (Spannung) bei Licht. Keine Energie bei Nacht.
Auch wenn die technische Funktionsweise anders ist.
Die Spannung ist beim grössten Widerstand am geössten. Mehr Licht heisst weniger widerstand. Das Verhältnis der Widerstände änderd wich also und somit das Verhältnis der Sapnnungsteilung.