Grundlagen der Elektrotechnik: Signale, Komponenten und Transistoren

Signal Grundlagen

Zyklus: Ein sich wiederholender Teil des Signals.

Periode: Die Zeitdauer eines Zyklus in Sekunden.

Frequenz: Die Anzahl der Zyklen pro Sekunde.

Momentanwert: Der Wert des Signals zu einem bestimmten Zeitpunkt.

Maximalwert: Der höchste Wert des Signals innerhalb einer Periode.

Minimalwert: Der niedrigste Wert des Signals innerhalb einer Periode.

Effektivwert: Der Wert eines äquivalenten Gleichstroms, der die gleiche elektrische Arbeit erzeugt. V_eff = V_max / √2

Elektronische Komponenten

Aktive Komponenten: Können elektrische Signale erzeugen, modifizieren und verstärken.

Passive Komponenten: Können elektrische Signale nur reduzieren oder anpassen.

Widerstände

Bieten einen Widerstand gegen den elektrischen Strom.

Eigenschaften: Ohmscher Wert, Toleranz, Belastbarkeit.

• Potentiometer oder Rheostat: Variable Widerstände, die manuell eingestellt werden können.
• Nichtlineare Widerstände:
  • LDR (Light Dependent Resistor): Widerstand verringert sich bei zunehmender Lichtintensität.
  • NTC (Negative Temperature Coefficient): Widerstand verringert sich bei steigender Temperatur.
  • PTC (Positive Temperature Coefficient): Widerstand erhöht sich bei steigender Temperatur.
  • Varistor: Widerstand verringert sich bei steigender Spannung.

Kondensatoren

Dienen zur temporären Speicherung elektrischer Ladung. Bestehen aus zwei leitenden Platten und einem Dielektrikum.

Die Kapazität wird in Mikro- oder Pikofarad (µF oder pF) gemessen.

Transistoren

Betriebsarten:

• Schaltmodus: Der Transistor ist entweder vollständig leitend oder nicht leitend.
• Linearer Modus: Der Strom zwischen Emitter und Kollektor variiert linear mit der Eingangsspannung an der Basis. Dieser Modus wird häufig in Analogverstärkern verwendet.

Schaltverhalten:

• Offener Zustand (nicht leitend): Hoher Widerstand zwischen Emitter und Kollektor.
• Geschlossener Zustand (leitend): Sehr geringer Widerstand zwischen Emitter und Kollektor.