Wieso fließt an baugleichen Lampen bei Gleich- und Wechselspannung ein gleicher Strom, aber nicht an Trafos?

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Wieso fließt an baugleichen Lampen bei Gleich- und Wechselspannung ein gleicher Strom, aber nicht an Trafos?

Antwort

Verwandte Fragen

Was passiert bei zu hohem Strom durch eine Zener-Diode?

Wie berechnet man den Vorwiderstand für eine LED bei 230V AC und maximal 10 mA Strom?

Benötigt ein Trafo primär eine Doppelwicklung, um sekundär 230VAC bereitzustellen, oder reicht eine einfache Wicklung?

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In welche Richtung leitet eine Halbleiterdiode Strom?

Accepted Answer

Der Unterschied im Stromfluss bei baugleichen Lampen, die an Gleichspannung und Wechselspannung angeschlossen sind, liegt in der Art der Spannung und der Reaktion der Lampen auf diese Spannungen. 1. **Gleichspannung (DC)**: Wenn eine Lampe an Gleichspannung angeschlossen ist, fließt der Strom konstant in eine Richtung. Der Strom hängt von der Spannung und dem Widerstand der Lampe ab (Ohmsches Gesetz: I = U/R). Bei baugleichen Lampen ist der Strom daher gleich, solange die Spannung konstant bleibt. 2. **Wechselspannung (AC)**: Bei Wechselspannung ändert sich die Richtung des Stroms periodisch. Die Lampen reagieren auf die effektive Spannung (RMS-Wert), die in der Regel niedriger ist als die Spitzenspannung. Der Stromfluss kann ebenfalls durch den Widerstand der Lampe und die Frequenz der Wechselspannung beeinflusst werden. Bei einer Lampe, die für Wechselstrom ausgelegt ist, kann der Stromfluss aufgrund von Induktivität oder Kapazität variieren. 3. **Transformatoren (Trafo)**: Bei Transformatoren wird die Spannung umgewandelt, und sie sind auf Wechselspannung ausgelegt. Wenn du eine Lampe an einen Trafo anschließt, der für Wechselspannung konzipiert ist, kann der Stromfluss durch die Eigenschaften des Transformators und die Last (z.B. die Lampe) beeinflusst werden. Transformatoren funktionieren nicht mit Gleichspannung, da sie auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion basieren, das nur bei wechselnden Strömen funktioniert. Zusammengefasst: Der gleich große Strom bei baugleichen Lampen an Gleich- und Wechselspannung ist auf die Eigenschaften der Lampen und die Art der Spannung zurückzuführen. Bei Transformatoren hingegen spielt die Wechselspannung eine entscheidende Rolle, da sie für deren Funktion notwendig ist.

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Wenn der Strom durch die Zener-Diode zu groß wird, kann die Diode beschädigt oder sogar zerstört werden. Zener-Dioden sind so konstruiert, dass sie in Sperrrichtung ab einer bestimmten... [mehr]

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Wenn der Strom durch die Zener-Diode zu groß wird, kann die Diode beschädigt oder sogar zerstört werden. Zener-Dioden sind so konstruiert, dass sie in Sperrrichtung ab einer bestimmten Spannung (der sogenannten Zenerspannung) leitend werden und dabei eine definierte Spannung halten. Allerdings gibt es für jede Zener-Diode einen maximal zulässigen Strom, der sogenannte Zenerstrom (meist als \( I_{Z_{max}} \) angegeben). Wird dieser maximale Strom überschritten, entsteht zu viel Wärme in der Diode. Die Folge kann sein: - **Überhitzung:** Die Diode wird zu heiß, was zu einer dauerhaften Schädigung der Halbleiterstruktur führen kann. - **Zerstörung:** Im Extremfall brennt die Diode durch und verliert ihre Funktion (Kurzschluss oder Unterbrechung). - **Verlust der Zener-Eigenschaften:** Die Diode hält die Spannung nicht mehr stabil, ihre Kennlinie verändert sich dauerhaft. Um das zu verhindern, wird in Schaltungen mit Zener-Dioden meist ein Vorwiderstand verwendet, der den Strom begrenzt.

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Um den Vorwiderstand für eine LED an 230 V Wechselspannung (AC) zu berechnen, damit maximal 10 mA fließen, gehst du wie folgt vor: **1. Annahmen:** - Netzspannung: 230 V (Effektivwert, RMS... [mehr]

Accepted Answer

Um den Vorwiderstand für eine LED an 230 V Wechselspannung (AC) zu berechnen, damit maximal 10 mA fließen, gehst du wie folgt vor: **1. Annahmen:** - Netzspannung: 230 V (Effektivwert, RMS) - Maximaler Strom durch die LED: 10 mA = 0,01 A - LED-Flussspannung: ca. 2 V (typisch für Standard-LEDs, kann je nach Typ variieren) - Die LED wird mit Gleichrichtung betrieben (ansonsten würde sie bei negativer Halbwelle zerstört werden). In der Praxis wird meist eine antiparallele Schutzdiode oder ein Brückengleichrichter verwendet. **2. Berechnung des Vorwiderstands:** Die maximale Spannung am Widerstand ist die Differenz zwischen Netzspannung und LED-Spannung. Da die Netzspannung als Effektivwert angegeben ist, muss für die Spitzenwertberechnung mit dem Faktor √2 multipliziert werden: \[ U_{Spitze} = U_{RMS} \times \sqrt{2} = 230\,V \times 1{,}414 \approx 325\,V \] Die Spannung am Widerstand ist dann: \[ U_{R} = U_{Spitze} - U_{LED} \approx 325\,V - 2\,V = 323\,V \] Der Widerstand berechnet sich nach dem Ohmschen Gesetz: \[ R = \frac{U_{R}}{I} = \frac{323\,V}{0{,}01\,A} = 32\,300\,\Omega \] **3. Ergebnis:** Der Vorwiderstand sollte mindestens **32,3 kΩ** betragen. **4. Leistung des Widerstands:** Die Verlustleistung am Widerstand ist: \[ P = U_{R} \times I = 323\,V \times 0{,}01\,A = 3,23\,W \] Du solltest also einen Widerstand mit mindestens **5 W** Nennleistung verwenden, um ausreichend Reserve zu haben. --- **Achtung:** Das direkte Betreiben einer LED an Netzspannung ist gefährlich und nicht zu empfehlen! Es besteht Lebensgefahr durch Berührung der Netzspannung. Außerdem ist eine einfache Reihenschaltung von LED und Widerstand nicht für den Dauerbetrieb geeignet, da LEDs durch die hohe Spannung und Stromspitzen zerstört werden können. In der Praxis werden spezielle Schaltungen mit Kondensatoren, Gleichrichtern und Schutzdioden verwendet. **Weitere Informationen:** - [Wikipedia: Leuchtdiode](https://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode) - [Wikipedia: Vorwiderstand](https://de.wikipedia.org/wiki/Vorwiderstand)

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Ein Transformator (Trafo) benötigt immer mindestens zwei Wicklungen – eine Primär- und eine Sekundärwicklung –, um eine galvanisch getrennte Spannung zu übertragen oder... [mehr]

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Ein Transformator (Trafo) benötigt immer mindestens zwei Wicklungen – eine Primär- und eine Sekundärwicklung –, um eine galvanisch getrennte Spannung zu übertragen oder zu transformieren. Die Primärwicklung wird an die Eingangsspannung (z. B. 230 V AC) angeschlossen, und die Sekundärwicklung liefert die gewünschte Ausgangsspannung. Mit nur einer Wicklung (also einer einfachen Spule) ist keine Transformation der Spannung möglich, sondern es handelt sich dann lediglich um eine Drossel oder Spule, nicht um einen Transformator. Eine einfache Wicklung kann keine galvanische Trennung und keine Spannungsanpassung bewirken. **Fazit:** Um sekundär 230 V AC zu liefern, braucht ein Trafo immer mindestens eine Primär- und eine Sekundärwicklung. Eine einfache Wicklung reicht dafür nicht aus.

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Um zu berechnen, wie viel Strom maximal durch einen 5 W, 0,1 Ohm Widerstand fließen darf, nutzt du die Formel für die elektrische Leistung: \[ P = I^2 \cdot R \] Gegeben: - \( P = 5\,\tex... [mehr]

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Um zu berechnen, wie viel Strom maximal durch einen 5 W, 0,1 Ohm Widerstand fließen darf, nutzt du die Formel für die elektrische Leistung: \[ P = I^2 \cdot R \] Gegeben: - \( P = 5\,\text{W} \) - \( R = 0{,}1\,\Omega \) Umstellen nach \( I \): \[ I = \sqrt{\frac{P}{R}} \] Einsetzen der Werte: \[ I = \sqrt{\frac{5}{0{,}1}} = \sqrt{50} \approx 7{,}07\,\text{A} \] **Antwort:** Durch den 5 W, 0,1 Ohm Widerstand dürfen maximal etwa **7,07 Ampere** fließen.

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Ein Cooper Bussmann AMPS: 250 ist eine Sicherung (Fuse) des Herstellers Cooper Bussmann, die für einen Nennstrom von 250 Ampere ausgelegt ist. Solche Sicherungen werden in elektrischen Anlagen ei... [mehr]

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Ein Cooper Bussmann AMPS: 250 ist eine Sicherung (Fuse) des Herstellers Cooper Bussmann, die für einen Nennstrom von 250 Ampere ausgelegt ist. Solche Sicherungen werden in elektrischen Anlagen eingesetzt, um Leitungen und Geräte vor Überstrom (z. B. durch Kurzschluss oder Überlast) zu schützen. Wenn der Strom den angegebenen Wert von 250 Ampere überschreitet, unterbricht die Sicherung den Stromkreis und verhindert so Schäden an der Anlage oder Brandgefahr. Weitere Informationen findest du direkt beim Hersteller: [Cooper Bussmann (Eaton)](https://www.eaton.com/de/de-de/catalog/fuses.html)

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Um die benötigte Ausgangsleistung (Watt) eines Trafos für LED-Lampen zu bestimmen, musst du die Gesamtleistung aller angeschlossenen LED-Lampen berechnen. Addiere dazu die Wattzahlen aller L... [mehr]

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Um die benötigte Ausgangsleistung (Watt) eines Trafos für LED-Lampen zu bestimmen, musst du die Gesamtleistung aller angeschlossenen LED-Lampen berechnen. Addiere dazu die Wattzahlen aller Lampen, die am Trafo betrieben werden sollen. **Beispiel:** - Du möchtest 5 LED-Lampen à 4 Watt anschließen. - Gesamtleistung: 5 Lampen × 4 Watt = **20 Watt** **Empfehlung:** Wähle einen Trafo, dessen Ausgangsleistung mindestens 10–20 % über der berechneten Gesamtleistung liegt, um eine Reserve zu haben und die Lebensdauer des Trafos zu erhöhen. **In diesem Beispiel:** 20 Watt × 1,2 = **24 Watt** Der Trafo sollte also mindestens **24 Watt** leisten können. **Wichtige Hinweise:** - Achte auf die richtige Ausgangsspannung (z. B. 12 V oder 24 V, je nach LED-Lampe). - Prüfe, ob die LED-Lampen für den Betrieb an einem Trafo geeignet sind (konstant Strom oder konstant Spannung). - Bei dimmbaren LEDs muss der Trafo auch dimmbar sein. **Fazit:** Die benötigte Ausgangsleistung des Trafos entspricht der Summe der Wattzahlen aller angeschlossenen LED-Lampen plus Sicherheitsreserve (ca. 20 %).

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Es gibt zahlreiche Ultra-Low Dropout (ULDO) Linearregler, die 3,3 V Ausgangsspannung und Ströme über 100 mA liefern können. Hier eine Auswahl gängiger Bauteile von bekannten Herste... [mehr]

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Es gibt zahlreiche Ultra-Low Dropout (ULDO) Linearregler, die 3,3 V Ausgangsspannung und Ströme über 100 mA liefern können. Hier eine Auswahl gängiger Bauteile von bekannten Herstellern: 1. **Texas Instruments** - [TPS7A02](https://www.ti.com/product/TPS7A02): Bis zu 200 mA, Dropout typ. 45 mV bei 200 mA. - [TPS7A05](https://www.ti.com/product/TPS7A05): Bis zu 500 mA, Dropout typ. 60 mV bei 500 mA. 2. **Analog Devices (ehemals Linear Technology)** - [LT3080](https://www.analog.com/en/products/lt3080.html): Bis zu 1,1 A, Dropout typ. 350 mV bei 1 A (bei niedrigeren Strömen entsprechend weniger). - [LT1763](https://www.analog.com/en/products/lt1763.html): Bis zu 500 mA, Dropout typ. 300 mV bei 500 mA. 3. **ON Semiconductor** - [NCP4681DSQ33T1G](https://www.onsemi.com/products/power-management/linear-regulators-ldo/ncp4681): Bis zu 150 mA, Dropout typ. 80 mV bei 150 mA. 4. **Microchip** - [MCP1700-3302E](https://www.microchip.com/en-us/product/MCP1700): Bis zu 250 mA, Dropout typ. 178 mV bei 250 mA. 5. **Richtek** - [RT9080-33GJ5](https://www.richtek.com/Products/Linear%20Regulators/Ultra%20Low%20Dropout%20Linear%20Regulators/RT9080?sc_lang=en): Bis zu 300 mA, Dropout typ. 70 mV bei 300 mA. **Wichtige Auswahlkriterien:** - Dropout-Spannung (je niedriger, desto besser) - Maximaler Ausgangsstrom - Ruhestrom (Quiescent Current) - Gehäuseform und Verfügbarkeit Für besonders niedrige Dropout-Spannungen sind die Bauteile von Texas Instruments (z. B. TPS7A02) und ON Semiconductor (z. B. NCP4681) sehr beliebt. Datenblätter und weitere Informationen findest du auf den verlinkten Herstellerseiten.

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Um die Ströme in diesem Schaltkreis zu berechnen, gehen wir schrittweise vor. 1. **Berechnung des Gesamtwiderstands**: Zuerst berechnen wir den Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Wide... [mehr]

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Um die Ströme in diesem Schaltkreis zu berechnen, gehen wir schrittweise vor. 1. **Berechnung des Gesamtwiderstands**: Zuerst berechnen wir den Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Widerstände (50 kΩ und 100 kΩ). Der Gesamtwiderstand \( R_{parallel} \) wird mit der Formel für parallele Widerstände berechnet: \[ \frac{1}{R_{parallel}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} \] Setzen wir die Werte ein: \[ \frac{1}{R_{parallel}} = \frac{1}{50\,k\Omega} + \frac{1}{100\,k\Omega} \] \[ \frac{1}{R_{parallel}} = \frac{2}{100\,k\Omega} + \frac{1}{100\,k\Omega} = \frac{3}{100\,k\Omega} \] \[ R_{parallel} = \frac{100\,k\Omega}{3} \approx 33.33\,k\Omega \] Jetzt addieren wir den Widerstand in Serie (20 kΩ): \[ R_{total} = R_{series} + R_{parallel} = 20\,k\Omega + 33.33\,k\Omega \approx 53.33\,k\Omega \] 2. **Berechnung des Gesamtstroms**: Mit dem Gesamtwiderstand können wir den Gesamtstrom \( I_{total} \) berechnen, der durch den gesamten Schaltkreis fließt, indem wir das Ohmsche Gesetz verwenden: \[ I_{total} = \frac{U}{R_{total}} = \frac{24\,V}{53.33\,k\Omega} \approx 0.000449\,A \approx 449\,\mu A \] 3. **Berechnung der Ströme durch die parallelen Widerstände**: Der Strom teilt sich in den parallelen Widerständen. Der Strom durch jeden Widerstand kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden. Zuerst berechnen wir die Spannung über den parallelen Widerständen: \[ U_{parallel} = I_{total} \cdot R_{series} = 449\,\mu A \cdot 20\,k\Omega \approx 8.98\,V \] Jetzt können wir die Ströme durch die einzelnen parallelen Widerstände berechnen: - **Für den 50 kΩ Widerstand**: \[ I_{50} = \frac{U_{parallel}}{R_{50}} = \frac{8.98\,V}{50\,k\Omega} \approx 0.0001796\,A \approx 179.6\,\mu A \] - **Für den 100 kΩ Widerstand**: \[ I_{100} = \frac{U_{parallel}}{R_{100}} = \frac{8.98\,V}{100\,k\Omega} \approx 0.0000898\,A \approx 89.8\,\mu A \] Zusammenfassend: - Der Gesamtstrom \( I_{total} \) beträgt etwa 449 µA. - Der Strom durch den 50 kΩ Widerstand beträgt etwa 179.6 µA. - Der Strom durch den 100 kΩ Widerstand beträgt etwa 89.8 µA.

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Um die Polarität (+ und -) stromdurchflossenen Spule herauszufinden, kannst du die folgende Methode anwenden: 1. **Rechte-Hand-Regel**: Halte deine rechte Hand so, dass der Daumen in die Richtun... [mehr]

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Um die Polarität (+ und -) stromdurchflossenen Spule herauszufinden, kannst du die folgende Methode anwenden: 1. **Rechte-Hand-Regel**: Halte deine rechte Hand so, dass der Daumen in die Richtung des Stromflusses zeigt (von + nach -). Die gekrümmten Finger zeigen dann die Richtung des Magnetfeldes an, das von der Spule erzeugt wird. 2. **Anschlüsse der Spule**: Wenn du die Spule hast, kannst du die Anschlüsse identifizieren. Der Anschluss, an dem der Strom in die Spule hineinfließt, ist der positive (+) Anschluss, und der Anschluss, an dem der Strom herausfließt, ist der negative (-) Anschluss. 3. **Messgerät verwenden**: Du kannst auch ein Multimeter verwenden, um die Polarität zu überprüfen. Schließe das Multimeter an die Anschlüsse der Spule an und stelle es auf die Gleichstrommessung. Das Display zeigt dir die Polarität an. Diese Methoden helfen dir, die Polarität einer stromdurchflossenen Spule zu bestimmen.

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Die richtige Antwort ist: b) n nach p. Eine Halbleiterdiode leitet Strom nur in eine Richtung, nämlich von der p-Dotierung (positiv) zur n-Dotierung (negativ).

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Die richtige Antwort ist: b) n nach p. Eine Halbleiterdiode leitet Strom nur in eine Richtung, nämlich von der p-Dotierung (positiv) zur n-Dotierung (negativ).

Kategorie: Elektronik Tags: Halbleiter Strom Diode