Grundlagen, Bauteile: Fotowiderstand, Diode

Der Fotowiderstand (auch LDR genannt) hat einen lichtabhängigen Widerstandswert. Typische Werte sind:

  • hell: 100 bis 2000 Ohm

  • dunkel: 1 MOhm bis 100MOhm (1 MOhm = 1 Million Ohm)

Bei Wikipedia wird der Photowiderstand kurz behandelt.

DiodeDas Schaltzeichen der Diode zeigt an, dass der elektrische Strom nur in einer Richtung durchgelassen wird, von der Anode zur Kathode. Sie hat eine Durchlassrichtung und eine Sperrrichtung. Diese Eigenschaft ermöglicht bei Wechselströmen nur eine Stromrichtung passieren und die andere sperren zu lassen (Gleichrichter). Fundstelle bei Wikipedia. Hier findest Du auch Angaben zur Farbkennzeichnung. Hier ein paar Dioden im Bild.

Wird eine Diode in Durchlassrichtung betrieben, dann fließt ein Strom, der mit der angelegten Spannung exponentiell (e-Funktion) anwächst. Nennenswert (was relativ ist) fließt Strom ab der sog. Durchlassspannung. Diese ist materialabhängig: Germanium niedrig ca. 0,2 Volt, Silizium hoch ca. 0,7 Volt. Lege ich höhere Spannungen direkt an, so wächst die Stromstärke exponentiell bis zur Zerstörung der Diode. Der Strom muss durch einen Vorwiderstand, der mit der Diode in Reihe geschaltet wird, begrenzt werden (praktisches Beispiel bei den Experimenten).

DiodeDies gilt auch für Leuchtdioden LED. Der Unterschied zu nichtleuchtenden Dioden besteht darin, dass durch innere (Quanten-)Effekte Licht bestimmter Frequenzen ausgesendet wird. Sonst ist das Verhalten wie bei allen Dioden vergleichbar. Die Durchlassspannungen liegen in der Regel höher, z.B. 1,4 Volt - das werden wir im Versuch nachmessen.

Diode Die Sperrrichtung bei den Dioden verhält sich wie ein Isolator und ist der Durchlassrichtung entgegengesetzt. Sie hat ihre Grenze bei der sog. Durchbruchspannung. Wird diese überschritten, bricht die Diode durch, lawinenartig wächst die Stromstärke, sie geht ohne Schutzmaßnahmen kaputt. Dieser Effekt wird allerdings gezielt zur Spannungsstabilisierung und Schutz vor zu hohen Spannungen in Form der Zenerdioden ausgenutzt, sie werden also in Sperrichtung betrieben (+ an Kathode, - an Anode). Auch dazu bei den praktischen Versuchen mehr.

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Stand: 24. Jan. 2013