Grundlagen der Elektronik: Bauelemente und Platinen

Anwendungen von Widerständen

Festwiderstände fungieren als Strombegrenzer; sie werden verwendet, um andere Komponenten zu schützen, durch die kein sehr hoher Strom fließen darf. Ein Potentiometer kann den Widerstand variieren, was es als Spannungs- und Leistungsregler nützlich macht. Abhängige Widerstände können als Sensoren in automatischen Systemen verwendet werden.

Eigenschaften von Kondensatoren

Passive Kondensatoren sind Bauelemente, die elektrische Ladung speichern. Die wichtigste Charakteristik eines Kondensators ist seine Kapazität (C), welche die Menge der elektrischen Ladung (Q) im Verhältnis zur angelegten Spannung (V) angibt (Q = C * V). Die Zeitkonstanten für das Laden und Entladen werden oft mit 3RC berechnet (Time = 3RcC / download = 3RdC). Zu den Anwendungen gehören der Einsatz als Akkumulatoren, in Lastkreisen oder als Filter.

Funktionsweise von Dioden

Dioden sind aktive Komponenten, die den elektrischen Strom in einer Richtung durchlassen und in der entgegengesetzten Richtung blockieren. Dioden erlauben die Leitung von elektrischem Strom nur dann, wenn die Anode mit einem höheren Potenzial als die Kathode verbunden ist und die Differenz einen bestimmten Wert überschreitet. Ihre Anwendungen liegen im Schalten, dem automatischen An- und Abkuppeln sowie der Gleichrichtung (Durchlass für positive Spannungen und Blockieren negativer Spannungen).

Prototyping und Leiterplattenherstellung

Das Prototyping ist nützlich für Test-Baugruppen, die später für die Wiederverwendung der Komponenten zerlegt werden. Es bildet eine Verbindung über eine Matrix, in die Komponenten eingefügt und mit Kabeln verbunden werden.

Ein Steckbrett wird in experimentellen Aufbauten verwendet und besteht aus einem Raster mit gebohrten, verzinnten Kontakten, an denen die Komponenten zusammen mit flexiblen Kabeln verschweißt bzw. verlötet werden.

Unbeschichtete Kupferplatten (Rohlinge) stellen die endgültige Form dar. Sie haben eine dünne Schicht aus Kupfer auf einer oder beiden Oberflächen, auf denen Verbindungen zwischen den Komponenten geformt werden. Diese müssen gebohrt werden, um die Komponenten einzusetzen und zu löten.

Schritte der Herstellung:

1. Das Layout wird auf die unberührte Kupferplatte mittels Siebdruck oder Fotodruck übertragen.
2. Die Platte wird in ein Säurebad getaucht, um überschüssiges Kupfer zu entfernen.
3. Die Komponenten werden auf die Oberfläche aufgesetzt oder in die zuvor gebohrten Löcher gesteckt.
4. Das Löten erfolgt an den Klemmen durch Eintauchen in flüssiges Zinn oder manuell mit einem Lötkolben und Lötzinn.