Widerstände, Kondensatoren, Halbleiter: Grundlagen

Widerstände: Grundlagen und Typen

Widerstände begrenzen den Stromfluss in einem Stromkreis und schützen Komponenten vor zu hoher Stromstärke. Sie haben einen festen Widerstandswert.

Toleranz

Die Toleranz gibt die maximale Abweichung (in %) vom Nennwert des Widerstands an. Sie wird üblicherweise durch die ersten drei Farbbänder auf dem Widerstand codiert.

Arten von Widerständen

• Potentiometer: Variable Widerstände, die in elektronischen Schaltungen verwendet werden, um Spannungsabfälle zu erzeugen.
• NTC (Negative Temperature Coefficient): Bei steigender Temperatur sinkt der Widerstand. (T ↑, R ↓)
• PTC (Positive Temperature Coefficient): Bei steigender Temperatur steigt der Widerstand. (T ↑, R ↑)

NTCs und PTCs werden häufig in automatischen Temperaturregelungen eingesetzt.

Lichtabhängige Widerstände (LDR)

LDRs (Light Dependent Resistors) ändern ihren Widerstandswert erheblich in Abhängigkeit von der Lichtintensität. Der Widerstand kann von Tausenden von Ohm auf nur wenige zehn Ohm sinken.

Kondensatoren: Ladungsspeicher

Kondensatoren können elektrische Ladung speichern und später wieder abgeben. Sie bestehen aus zwei Metallplatten, die durch ein Dielektrikum (einen Isolator) getrennt sind. Jede Platte ist mit einem Anschluss für den Stromkreis verbunden.

Kapazität (C)

Die Kapazität (C) ist das Verhältnis zwischen der gespeicherten elektrischen Ladung (q) und der anliegenden Spannung (V). Die Einheit der Kapazität ist das Farad (F).

C: Kapazität in Farad (F), q: Ladung in Coulomb (C), V: Spannung in Volt (V).

Lade- und Entladezeit

Die Lade- und Entladezeit eines Kondensators wird durch folgende Formel bestimmt:

R: Widerstand in Ohm (Ω), C: Kapazität in Farad (F), T: Zeit in Sekunden (s).

Halbleiter: Die Basis der modernen Elektronik

Halbleiter sind Materialien, die unter bestimmten Bedingungen, z. B. durch Anlegen einer externen Spannung, Elektrizität leiten können. Eine Diode entsteht durch die Verbindung eines p-Typ-Halbleiters mit einem n-Typ-Halbleiter.

LED (Leuchtdiode)

Eine LED (Light Emitting Diode) verhält sich wie eine normale Diode, leitet also Strom in Durchlassrichtung. Sie hat jedoch die Besonderheit, dass sie Licht emittiert. Die Durchlassspannung ist höher als bei einer normalen Diode (ca. 2V) und der Strom liegt typischerweise bei etwa 20mA. LEDs werden häufig in Stereoanlagen, Fernsehern, PCs usw. verwendet.

Transistoren: Die wichtigsten Bauelemente

Transistoren sind die wichtigsten und am häufigsten verwendeten elektronischen Bauelemente. Sie bestehen aus drei Schichten Halbleitermaterial. Es gibt zwei Haupttypen von Transistoren, die sich durch die Anordnung der Halbleiterschichten unterscheiden:

• NPN: Kollektor / Basis / Emitter
• PNP: Emitter / Basis / Kollektor