Wie verhält sich der Strom zwischen Drain und Source, wenn eine Spannung anliegt?

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Wie verhält sich der Strom zwischen Drain und Source, wenn eine Spannung anliegt?

Antwort

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Berechnung der Ströme bei 24 V in einem Schaltkreis mit 20 kΩ Serie und 50 kΩ + 100 kΩ Parallel.

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Was ist eine Spannungsquelle?

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Der Strom zwischen Drain und Source in einem Feldeffekttransistor (FET) hängt von der anliegenden Spannung sowie dem Typ des FETs ab. Es gibt zwei Haupttypen von FETs: den Junction-FET (JFET) und den Metall-Oxid-Halbleiter-FET (MOSFET). 1. **JFET:** - **Ohmscher Bereich:** Bei niedrigen Spannungen zwischen Drain und Source (V_DS) verhält sich der JFET wie ein Widerstand, und der Strom (I_D) steigt linear mit der Spannung. - **Sättigungsbereich:** Ab einer bestimmten Spannung erreicht der JFET den Sättigungsbereich, in dem der Strom nahezu konstant bleibt, unabhängig von weiteren Erhöhungen der Drain-Source-Spannung. 2. **MOSFET:** - **Ohmscher Bereich (Linearbereich):** Bei niedrigen V_DS verhält sich der MOSFET ebenfalls wie ein Widerstand, und der Strom steigt linear mit der Spannung. - **Sättigungsbereich:** Bei höheren V_DS erreicht der MOSFET den Sättigungsbereich, in dem der Strom durch die Gate-Source-Spannung (V_GS) kontrolliert wird und weitgehend unabhängig von weiteren Erhöhungen der Drain-Source-Spannung ist. In beiden Fällen wird der Stromfluss durch die Gate-Source-Spannung (V_GS) gesteuert. Bei einem n-Kanal FET fließt der Strom von Drain nach Source, während bei einem p-Kanal FET der Strom von Source nach Drain fließt. Für detailliertere Informationen und spezifische Formeln zur Berechnung des Stroms in den verschiedenen Betriebsbereichen eines FETs, siehe die entsprechenden Datenblätter und technische Dokumentationen der verwendeten Transistoren.

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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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Multimeter Verwendung: 1. **Spannungsmessung** (AC/DC) 2. **Strommessung** (AC/DC) 3. **Widerstandsmessung** 4. **Durchgangsprüfung** 5. **Diodentest** 6. **Kapazitätsmessung** 7. **Freque... [mehr]

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Multimeter Verwendung: 1. **Spannungsmessung** (AC/DC) 2. **Strommessung** (AC/DC) 3. **Widerstandsmessung** 4. **Durchgangsprüfung** 5. **Diodentest** 6. **Kapazitätsmessung** 7. **Frequenzmessung** 8. **Temperaturmessung** (bei bestimmten Modellen) 9. **Transistorprüfung** 10. **Sicherungstest** Diese Funktionen ermöglichen eine umfassende Analyse elektrischer Schaltungen und Geräte.

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Um den benötigten Widerstand \( R \) zu berechnen, kannst du das Ohmsche Gesetz verwenden, das lautet: \[ R = \frac{U}{I} \] Dabei ist \( U \) die Spannung in Volt und \( I \) der Strom in Ampe... [mehr]

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Um den benötigten Widerstand \( R \) zu berechnen, kannst du das Ohmsche Gesetz verwenden, das lautet: \[ R = \frac{U}{I} \] Dabei ist \( U \) die Spannung in Volt und \( I \) der Strom in Ampere. In deinem Fall beträgt die Spannung \( U = 12 \, \text{V} \) und der Strom \( I = 400 \, \text{mA} = 0,4 \, \text{A} \). Setze die Werte in die Formel ein: \[ R = \frac{12 \, \text{V}}{0,4 \, \text{A}} = 30 \, \Omega \] Der benötigte Widerstand \( R \) muss also 30 Ohm betragen.

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Wenn eine Glühbirne nicht ausreichend Spannung erhält, wird sie nicht richtig funktionieren. In der Regel bedeutet dies, dass die Glühbirne entweder gar nicht leuchtet oder nur schwach... [mehr]

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Wenn eine Glühbirne nicht ausreichend Spannung erhält, wird sie nicht richtig funktionieren. In der Regel bedeutet dies, dass die Glühbirne entweder gar nicht leuchtet oder nur schwach und flackernd. Die Glühbirne benötigt eine bestimmte Mindestspannung, um den elektrischen Strom durch den Glühfaden zu leiten, der dann erhitzt wird und Licht erzeugt. Bei unzureichender Spannung kann der Glühfaden nicht die notwendige Temperatur erreichen, um Licht abzugeben. In einigen Fällen kann es auch zu einem vollständigen Ausfall der Glühbirne kommen, wenn die Spannung zu niedrig ist.

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Die minimale Gleichrichtergröße für eine Anwendung mit 1,5 V und 3 A kann grob geschätzt werden, indem man die erforderliche Stromstärke und die Spannungsabfälle ber&uum... [mehr]

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Die minimale Gleichrichtergröße für eine Anwendung mit 1,5 V und 3 A kann grob geschätzt werden, indem man die erforderliche Stromstärke und die Spannungsabfälle berücksichtigt. Für einen Gleichrichter, der mit einer maximalen Stromstärke von 3 A betrieben wird, sollte der Gleichrichter eine Nennstromstärke von mindestens 3 A haben, idealerweise etwas höher, um eine Sicherheitsmarge zu gewährleisten. Ein Gleichrichter mit einer Nennstromstärke von 5 A wäre eine gängige Wahl. Zusätzlich sollte der Gleichrichter auch die Sperrspannung berücksichtigen. Wenn die Eingangsspannung höher ist als 1,5 V, sollte die Sperrspannung des Gleichrichters mindestens das 2- bis 3-fache der maximalen Eingangsspannung betragen, um sicherzustellen, dass er nicht durchschlägt. Zusammenfassend wäre ein Gleichrichter mit mindestens 5 A Nennstrom und einer Sperrspannung von mindestens 5 V bis 10 V eine geeignete Wahl für diese Anwendung.

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Ohm ist eine Maßeinheit für den elektrischen Widerstand. Sie beschreibt, wie stark ein Material den Fluss von elektrischem Strom behindert. Der Widerstand in Ohm ist ein zentraler Bestandte... [mehr]

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Ohm ist eine Maßeinheit für den elektrischen Widerstand. Sie beschreibt, wie stark ein Material den Fluss von elektrischem Strom behindert. Der Widerstand in Ohm ist ein zentraler Bestandteil des ohmschen Gesetzes, das den Zusammenhang zwischen Spannung (V), Strom (I) und Widerstand (R) beschreibt: V = I * R. Ohm wird verwendet, um die Eigenschaften von elektrischen Bauteilen und Schaltungen zu charakterisieren und ist entscheidend für das Verständnis und die Berechnung elektrischer Systeme.

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Dioden haben mehrere wichtige Kenngrößen, die ihre Eigenschaften und ihr Verhalten in Schaltungen beschreiben. Hier sind einige der wichtigsten: 1. **Durchlassspannung (Vorwärtsspannu... [mehr]

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Dioden haben mehrere wichtige Kenngrößen, die ihre Eigenschaften und ihr Verhalten in Schaltungen beschreiben. Hier sind einige der wichtigsten: 1. **Durchlassspannung (Vorwärtsspannung, \(V_f\))**: Die Spannung, die an der Diode anliegt, wenn sie in Durchlassrichtung betrieben wird. Diese liegt typischerweise bei Siliziumdioden bei etwa 0,7 V und bei Germaniumdioden bei etwa 0,3 V. 2. **Sperrspannung (Rückwärtsspannung, \(V_r\))**: Die maximale Spannung, die in Sperrrichtung an der Diode angelegt werden kann, ohne dass es zu einem Durchbruch kommt. Diese kann je nach Diode variieren. 3. **Durchlassstrom (Forward Current, \(I_f\))**: Der maximale Strom, der durch die Diode in Durchlassrichtung fließen kann, ohne dass die Diode beschädigt wird. 4. **Sperrstrom (Reverse Current, \(I_r\))**: Der kleine Strom, der in Sperrrichtung fließt, wenn eine Rückwärtsspannung an die Diode angelegt wird. Dieser ist normalerweise sehr gering. 5. **Temperaturkoeffizient**: Der Einfluss der Temperatur auf die Durchlassspannung. Bei steigender Temperatur nimmt die Durchlassspannung in der Regel ab. 6. **Rekombinationszeit**: Die Zeit, die benötigt wird, um die Ladungsträger in der Diode zu rekombinieren, was die Schaltgeschwindigkeit beeinflusst. 7. **Kapazität**: Dioden haben eine parasitäre Kapazität, die bei Hochfrequenzanwendungen von Bedeutung sein kann. Diese Kenngrößen sind entscheidend für die Auswahl der richtigen Diode für spezifische Anwendungen in elektronischen Schaltungen.

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Wenn du ein Multimeter im Voltmetermodus verwendest und dann auf die Amperemeterfunktion umschaltest, kann das zu einem Kurzschluss führen, wenn das Multimeter nicht korrekt konfiguriert ist. Im... [mehr]

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Wenn du ein Multimeter im Voltmetermodus verwendest und dann auf die Amperemeterfunktion umschaltest, kann das zu einem Kurzschluss führen, wenn das Multimeter nicht korrekt konfiguriert ist. Im Voltmetermodus hat das Multimeter einen hohen Innenwiderstand, was bedeutet, dass es nur sehr wenig Strom zieht. Wenn du jedoch auf die Amperemeterfunktion umschaltest, wird der Innenwiderstand des Multimeters sehr niedrig, und es versucht, den Strom durch das Gerät zu messen. Wenn das Multimeter in einen Stromkreis geschaltet wird, der unter Spannung steht, kann der plötzliche Wechsel von einem hohen zu einem niedrigen Widerstand dazu führen, dass ein hoher Strom fließt, was das Multimeter beschädigen oder sogar gefährlich sein kann. Daher ist es wichtig, sicherzustellen, dass das Multimeter korrekt eingestellt ist, bevor du es in einen Stromkreis einfügst.

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Um den Strom in Ampere bei einer Spannung von 12 Volt und einer Leistung von 240 Watt zu berechnen, kannst du die Formel verwenden: \[ P = U \times I \] Dabei ist \( P \) die Leistung in Watt, \( U... [mehr]

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Um den Strom in Ampere bei einer Spannung von 12 Volt und einer Leistung von 240 Watt zu berechnen, kannst du die Formel verwenden: \[ P = U \times I \] Dabei ist \( P \) die Leistung in Watt, \( U \) die Spannung in Volt und \( I \) der Strom in Ampere. Um den Strom zu berechnen, kannst du die Formel umstellen: \[ I = \frac{P}{U} \] Setze die Werte ein: \[ I = \frac{240 \, \text{W}}{12 \, \text{V}} = 20 \, \text{A} \] Der Strom beträgt also 20 Ampere.

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Eine Spannungsquelle ist ein elektrisches Bauteil oder eine Vorrichtung, die eine elektrische Spannung erzeugt und aufrechterhält. Sie kann Gleichspannung (DC) oder Wechselspannung (AC) liefern.... [mehr]

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Eine Spannungsquelle ist ein elektrisches Bauteil oder eine Vorrichtung, die eine elektrische Spannung erzeugt und aufrechterhält. Sie kann Gleichspannung (DC) oder Wechselspannung (AC) liefern. Spannungsquellen sind entscheidend für elektrische Schaltungen, da sie den notwendigen Antrieb für den Fluss von elektrischem Strom bieten. Beispiele für Spannungsquellen sind Batterien, Akkumulatoren, Netzteile und Generatoren. Sie werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von einfachen Geräten bis hin zu komplexen elektrischen Systemen.