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Lernfeld 1 · Prüfung Teil 1

Bauelemente

Elektronische Bauelemente erklärt: Widerstände und Farbcode, NTC und PTC, Dioden, LED-Vorwiderstand, Gleichrichter, Transistor und Spannungsregler.

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Darum geht es

Festwiderstände erkennst du am Farbcode: Die ersten Ringe sind Ziffern, der folgende Ring der Multiplikator, der letzte die Toleranz. Daneben gibt es Widerstände, die sich mit einer Größe ändern. Ein NTC (Heißleiter) leitet warm besser, sein Widerstand sinkt mit steigender Temperatur. Ein PTC (Kaltleiter) verhält sich umgekehrt. Ein LDR wird bei Licht niederohmig, ein VDR (Varistor) bei hoher Spannung.

Eine Diode lässt den Strom nur in Durchlassrichtung von der Anode zur Kathode durch. Eine Silizium-Diode braucht dafür etwa . Eine LED braucht immer einen Vorwiderstand, der die Spannung zwischen Versorgung und Flussspannung aufnimmt und den Strom begrenzt. Die Z-Diode wird in Sperrrichtung betrieben und hält ihre Spannung annähernd konstant.

Ein Brückengleichrichter (B2U) macht aus Wechselspannung eine pulsierende Gleichspannung, ein Ladekondensator glättet sie. Ein Festspannungsregler wie der 7805 liefert daraus eine konstante Ausgangsspannung, braucht aber eine höhere Eingangsspannung und setzt die Differenz in Wärme um.

Ein Transistor arbeitet als Schalter oder Verstärker: Ein kleiner Basisstrom steuert einen großen Kollektorstrom. Schaltet er eine Relaisspule, braucht diese eine Freilaufdiode, sonst zerstört die Induktionsspannung beim Abschalten den Transistor.

Das solltest du dir merken

  • NTC: heiß gleich niederohmig. PTC: heiß gleich hochohmig.
  • Eine LED nie ohne Vorwiderstand oder Stromquelle betreiben.
  • Die Z-Diode arbeitet in Sperrrichtung.
  • Eine Freilaufdiode liegt in Sperrrichtung parallel zur Spule.
  • Beim Elko auf Polarität, Kapazität und Spannungsfestigkeit achten.

Formeln

Vorwiderstand einer LED
Versorgungsspannung in V, Flussspannung der LED in V, Flussstrom in A
Verlustleistung am Längsregler
Eingangs-, Ausgangsspannung in V, Laststrom in A

Typische Fehler in der Prüfung

  • Beim LED-Vorwiderstand die volle Versorgungsspannung statt der Differenz eingesetzt.
  • Milliampere des Flussstroms nicht in Ampere umgerechnet.
  • Multiplikatorring beim Farbcode als dritte Ziffer gelesen.
  • NTC und PTC verwechselt.

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Zufallszahlen

Welchen Blindwiderstand hat eine Spule mit bei ? Runden Sie auf eine Nachkommastelle.

Ω

Tipps aus der Werkstatt

  • Diode: Strom fließt nur von Anode zu Kathode, der Ring am Gehäuse markiert die Kathode. Eine Siliziumdiode braucht dafür etwa 0,7 V Durchlassspannung.
  • Eine LED braucht immer einen Vorwiderstand: RV = (U − UF) / IF. Die Flussspannung UF steht im Datenblatt, typisch 2 V bei roten und 3 V bei blauen oder weißen LEDs.
  • NTC heißt Heißleiter: Der Widerstand sinkt mit der Temperatur. PTC heißt Kaltleiter: Der Widerstand steigt. Metalle verhalten sich wie Kaltleiter.

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49 Aufgaben zu „Bauelemente“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: Rahmenlehrplan Elektroberufe Industrie, Lernfeld 1 (KMK); DIN EN 60062 Kennzeichnung von Widerständen. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.