Elektronische Bauteile

Spannungsquelle, Stromquelle

Spannungsquelle: Eine Spannungsquelle ist ein elektronisches Bauelement oder eine elektrische Schaltung mit zwei Anschlüssen, die eine elektrische Spannung liefert.

Stromquelle: Eine Stromquelle ist ein elektronisches Bauelement oder eine elektrische Schaltung mit zwei Anschlüssen, die einen elektrischen Strom liefert.

Klingt nach einer Binsenweisheit, ist es aber nicht.
Für die meisten Anwender ist es egal; Strom oder Spannung. Daraus folgen Missverständnisse und falsche Interpretationen. Um eine Schaltung betreiben zu können, muss immer eine konstante Spannung anliegen. Egal ob es zwei oder zehn Bauteile sind, die etwas mehr oder weniger Strom benötigen. Eine Spannungsquelle hat muss immer eine konstante Spannung liefern, egal was für eine Last betrieben wird.
Bei einer Stromquelle verhält sich die Sache umgekehrt. Der Strom soll nur geringfügig von der angelegten Spannung abhängen, im Idealfall unabhängig von dem angeschlossenen Verbraucher. Natürlich gibt es technische Grenzen.

Spannungsquelle - Stromquelle

Widerstand
Das Wort Widerstand hat in der Elektronik zwei Bedeutungen: einmal wirkt dem Strom eine bremsende Eigenschaft entgegen, zum Anderen wird das Bauteil so benannt. Sein Wert wird durch aufgedruckte Ringe angegeben. Der Wert wird in Ohm angegeben.
Berechnet werden diese Bauteile mit dem ohmschen Gesetz. Das ist die Grundlage aller Berechnungen in der Elektronik.
                                                 R = U / I
Es gibt verschiedene Arten von Widerständen:
PTC – Widerstände
NTC – Widerstände
Photowiderstände
Varistoren
Potentiometer

Widerstände

Kondensator
Ein Kondensator ist ein kleiner Ladungsspeicher. Er besteht im wesentlichen aus zwei Metallplatten, die sich im Bauteil – durch einen Isolator (Dialektrikum) voneinander getrennt – gegenüber liegen. Kondensatoren werden in elektrischen Schaltkreisen zu vielerlei Zwecken eingesetzt: Sie können beispielsweise elektrische Energie zwischenspeichern, Schwankungen in Gleichspannungs-Netzteilen ausgleichen, Frequenzen filtern oder das Verhalten von Kippschaltungen beeinflussen. Sie sind daher als elementares Bauteil in fast jeder Schaltung zu finden.

Ohne das eine Spannung anliegt verteilen sich die Elektronen gleichmäßig an den Platten. Wird eine Gleichspannung angelegt, so fließen kurzzeitig Elektronen auf die Minusseite der Metallplatte. Es werden Elektronen von der Plusseite weg gezogen. Die Platten laden sich elektrisch auf.
Wird ein Kondesator mit Wechselspannung betrieben, so fließt ein Entlade- bzw. Ladestrom. In einem Wechselstromkreis wirkt der Kondensator, wie ein Widerstand. Ich möchte an dieser Stelle nicht näher auf die Thematik eingehen, denn sie ist schon komplexer als es sich anhört.
Zwei Arten von Kondensatoren, werden hier vorgestellt;  bipolare und Elektrolytkondensatoren. Bei Letzeres muss auf die Polarität geachtet werden.

Schaltzeichen

Dioden
Eine Diode ist ein elektronisches Bauelement, das Strom in einer Richtung durch läßt und in der anderen Richtung den Stromfluss sperrt. Daher wird von Durchlassrichtung und Sperrrichtung gesprochen.

Eine Diode verfügt über zwei Anschlüsse, die als Anode und Kathode bezeichnet werden. Strom kann nur durch eine Diode fließen, wenn die Anode zum Plus- und die Kathode zum Minus-Pol zeigt; in der Gegenrichtung sperrt sie. Ab einer Spannung von ca. 0,7V beginnt in Durchlassrichtung Strom zu fließen. An einer Diode fällt, unabhängig von Stromduchfluss, eine relativ konstante Spannung von 0,7V ab. Somit kann das ohmsche Gesetz nicht angewendet werden. Auf die verschiedenen Diodentypen werde ich später näher eingehen.

Schaltzeichen

Digitale Bauteile
Eine wichtige Baugruppe in der Elektronik, sind die integrierten digitalen Schaltungen.
Logische Schaltungen bestehen aus einer Zusammenschaltung logischer Gatter. Aus denen lassen sich komplexe Funktionen erstellen.
Was sind Gatter?
Zuerst müssen einige Begriffe eingeführt werden.
AND, NAND, OR, NOR, EXKLUSIVE-OR

Das AND: Ein Und-Gatter ist ein Gatter mit mehreren Eingängen und einem Ausgang, bei dem der Ausgang genau dann eine 1 liefert, wenn an allen Eingängen 1 anliegt. Es entspricht dem logischen UND.

Das NAND:  Ein NAND-Gatter gibt am Ausgang genau dann 0 aus, wenn alle Eingänge 1 sind. In allen anderen Fällen, d. h., wenn mindestens ein Eingang 0 ist, wird eine 1 ausgegeben.

Das OR: Ein Oder-Gatter ist ein Gatter mit mehreren Eingängen und einem Ausgang, bei dem der Ausgang genau dann eine 1 liefert, wenn an einem Eingang eine 1 anliegt.

Das NOR: Ein NOR-Gatter gibt am Ausgang genau dann 1 aus, wenn alle Eingänge 0 sind. In allen anderen Fällen, d. h. wenn mindestens ein Eingang 1 ist, wird eine 0 ausgegeben.

Das XOR: Ein Exklusiv-Oder-Gatter, auch XOR-Gatter genannt, ist ein Gatter mit zwei Eingängen und einem Ausgang, bei dem der Ausgang genau dann logisch „1“ ist, wenn an nur einen Eingang „1“ anliegt und an dem anderen „0“.

Diese Erklärungen sollten zunächst genügen.

Schaltzeichen
Wahrheitstabelle

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