Einführung in die Elektronik und ihre Komponenten

Grundlagen der Elektronik

Die Elektronik ist die Wissenschaft und Technologie, die sich mit dem Studium der Elektronen und ihrer Anwendungen in der Verarbeitung und Übermittlung von Information befasst.

Gleichstrom (DC)

Der Gleichstrom (DC) ist die Bewegung von Elektronen, die immer in die gleiche Richtung mit konstanter Spannung und Stromstärke über die Zeit fließt.

Wechselstrom (AC)

Der Wechselstrom (AC) ist eine variable Stromart, deren Hauptmerkmale, Spannung und Stromstärke, sich ständig in ihrer Richtung ändern. Der Wechselstrom, den wir zur Stromerzeugung nutzen, ist typischerweise sinusförmig. Es ist ein periodisches elektrisches Signal, das sich in gleichen Zeitabständen wiederholt.

Transformatoren

Transformatoren dienen dazu, die Spannung der Elektrizität, die in Kraftwerken erzeugt wird, für den Transport zu erhöhen und sie dann wieder zu reduzieren.

Wichtige Parameter von Wechselströmen

Die wichtigsten Parameter, die sinusförmige Wechselströme definieren, sind:

• Zyklus: Das Signal, das sich im Laufe der Zeit wiederholt.
• Periode (T): Die Dauer eines vollständigen Zyklus, gemessen in Sekunden.
• Frequenz (f): Die Anzahl der Zyklen, die in einem bestimmten Zeitintervall, in der Regel einer Sekunde, auftreten oder sich wiederholen.
• Momentanwert (x, y): Der Wert, den das Signal zu einem bestimmten Zeitpunkt annimmt.
• Maximalwert (Vmax, Imax): Im Wechselstrom ist dies der größte Wert des Signals innerhalb einer Periode.
• Effektivwert (RMS): Entspricht dem Wert eines Gleichstroms, der im selben Verbraucher die gleiche Leistung erzeugt.

Elektronische Bauteile

Die Elemente, aus denen elektronische Schaltungen bestehen, werden als elektronische Bauteile bezeichnet und können eingeteilt werden in:

• Passive Bauteile: Solche, die nicht in der Lage sind, elektrische Signale zu verstärken oder selbst zu erzeugen.
• Aktive Bauteile: Sind in der Lage, elektrische Signale zu erzeugen oder zu verstärken.

Widerstände

Widerstände sind passive Komponenten, die einen gewissen Widerstand gegen den Stromfluss bieten. Ihr Wert wird in Ohm (Ω) gemessen und wird in der Regel durch einen internationalen Farbcode bestimmt. Beim Einsatz eines Widerstands sind der ohmsche Wert, die Toleranz und die Verlustleistung zu berücksichtigen.

Potenziometer

Potenziometer sind Widerstände, die manuell eingestellt werden können. Sie werden verwendet, um beispielsweise die Lautstärke eines Musik-Players, die Helligkeit einer Glühbirne oder die Drehzahl eines Motors zu variieren.

Nichtlineare Widerstände

Es gibt noch andere elektronische Komponenten, die allgemein als nichtlineare Widerstände bezeichnet werden, deren Widerstandswert variabel ist und von Schwankungen bestimmter Größen wie Licht oder Temperatur abhängt.

Spezielle nichtlineare Widerstände

Ein LDR (Light Dependent Resistor) ist ein Widerstand, dessen Wert sich mit der Intensität des empfangenen Lichts ändert. Ein NTC-Widerstand (Negative Temperature Coefficient) variiert seinen Widerstandswert mit der Temperatur und hat einen negativen Temperaturkoeffizienten.