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Verzögerungsschalter



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Schaltbild des Verzögerungsschalters

In diesem Fall laden wir den Elko mit dem Taster auf die Betriebsspannung auf. Lassen wir den Taster los, entlädt sich der Elko über den 47 kΩ-Widerstand und die Basis des Transistors. Ist der Elko entladen, fließt kein Strom mehr durch die Basis und die LED geht aus.

Schaltbild



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Die Bauteile

Was ist ein Elko?

Das hier ist ein kleiner Elko.

Elko

Elkos sind Bauelemente, deren zwei Anschlussdrähte mit zwei aufgerollten Alufolien verbunden sind. Eine der Folien ist mit einer sehr dünnen nichtleitenden Oberflächenschicht versehen. Zwischen den Folien ist eine stromleitende Flüssigkeitsschicht verteilt, der Elektrolyt. Die beiden Folien sind also nur durch die dünne Isolationsschicht voneinander getrennt.

Metallplatten, die sich nahe genug gegenüberstehen, können Ladung aufnehmen (Kapazitätseffekt). So zwei Platten können also Strom speichern. Je größer die Platten und je näher diese sich sind, desto mehr an Ladung passt auf die beiden Platten. Da beim Elekrolytkondensator, oder kurz Elko, die Isolationsschicht besonders dünn ist, passt auch bei sehr niedrigen Abmessungen sehr viel Ladung darauf.

Die Kapazität eines Kondensators wird in Farad angegeben, Abkürzung F (nach Michael Faraday). Da ein Farad eine sehr große Kapazität wäre, gibt es in unserem Fall 47 Millionstel eines Farads oder 47 µF. Das ist immer noch recht viel Ladung.

Ein Kondensator leitet den Strom nicht wirklich, weil die Platten ja durch die Isolationsschicht getrennt sind. Ist ein Kondensator aber auf eine bestimmte Spannung geladen, dann bewirkt jede Spannungsänderung aber einen Strom, der bei einer Spannungserhöhung zum Laden der Platten gebraucht wird. Umgekehrt bewirkt die Spannungssenkung einen Strom, der zum Entladen der Platten gebraucht wird. Wechselt also die Spannung ständig, wie bei Wechselstrom, lässt der Kondensator scheinbar Strom durch.

Da in der metallenen Hülse Elektrolyt enthalten ist, der bei falscher Polarität die Isolationsschicht auflösen und einen Kurzschluss verursachen würde, muss beim Anwenden von Elkos immer auf die Polarität geachtet werden. Dazu findet sich das Minuszeichen aufgedruckt. Falsch herum nehmen sie arg krumm. Die können auch explodieren, wenn genügend Strom durch den Elektrolyt fließt und sich genügend Gas bildet.

Dasselbe passiert, wenn die Spannung am Elko zwar richtig herum angelegt ist, aber zu hoch ist. Dann bricht die Isolationsschicht unter der Spannung zusammen und es entsteht ein Kurzschluss, der Elko "brennt" durch. Das darf man ruhig wörtlich nehmen. Die Maximalspannung ist auf dem Elko aufgedruckt. Im abgebildeten Fall sind es 25 V.

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Ein Taster

Das hier ist ein Taster.

Taster

Er hat zwei Pole. Diese werden elektrisch geschlossen, wenn die Taste gedrückt ist. Wird die Taste losgelassen, dann leitet der Taster den Strom nicht mehr.

Taster dienen dazu, kurze Stromstöße zu geben.

Die Bauteilliste

Die Bauteile sind vom Zimmermann-Elekronikshop Darmstadt oder Versandhandel Reichelt oder vom Versandhandel Conrad erhätlich.

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Die Verzögerungsschaltung auf dem Experimentierboard

So sollte es auf dem Experimentierboard aussehen.

Verzögerung

Beim Aufbau besonders auf die Polarität des Elko achten. Nach dem Drücken des Tasters wird die LED hell, beim Loslassen klingt die LED über Sekunden aus.

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Funktionsweise

So verhält sich die Spannungskurve am Elko (blaue Kurve): je höher die Spannung desto höher der Strom durch die Basis.

U-I-Kurve

Mit abnehmender Spannung geht die Entladung langsamer. Die rote Kurve zeigt den resultierenden Strom durch die LED.

Leider gibt es keine wirklich steile Abnahme des LED-Stroms, weil die Ladung so langsam abnimmt. Um das wirklich steil hinzukriegen, braucht es andere Schaltungen.

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©2011 by Gerhard Schmidt