Feinsicherungen sind oft für 250 Volt ausgelegt, wobei aber jeder Wert von 10 Volt aufwärts geeignet ist. (Der Begriff »Nennwert« bezeichnet den Höchstwert, den der Hersteller für dieses Produkt angibt.
Leuchtdioden
Die allgemein als LEDs bekannten Leuchtdioden (engl. »Light-Emitting Diodes«) sind in verschiedenen Formen und Ausführungen erhältlich
Manche Standard-LEDs sind in einem »wasserklaren« Kunststoff- oder Harzgehäuse gekapselt
Bei anderen LEDs, spricht man von einer diffusen Ausführung, bei der das Gehäuse aus Kunststoff oder Harz in der gewünschten Anzeigefarbe getönt ist. Wasserklare LEDs sind heller, wenn alle anderen Parameter gleich sind, aber ich meine, dass diffuse LEDs für das Auge angenehmer sind.
Ein Stoff, der einen sehr hohen elektrischen Widerstand besitzt, wird als Isolator bezeichnet. Die meisten Kunststoffe, einschließlich der farbigen Ummantelungen von Drähten, sind Isolatoren.
Widerstände
Wenn ein silberner oder goldener Ring vorhanden ist, drehst du den Widerstand so, dass der Streifen rechts liegt. Silber bedeutet, dass der wahre Wert des Widerstands um höchstens 10 % abweicht, während Gold heißt, dass der Wert eine Genauigkeit von 5 % hat. Das ist die sogenannte Toleranz des Widerstands. Manche Widerstände haben eine Toleranz von 1 % oder sogar noch besser – in diesem Fall haben sie keinen silbernen oder goldenen Ring, sondern einen Ring in einer anderen Farbe. In jedem Fall befindet sich eine Lücke zwischen ihm und den anderen Ringen und diese Lücke ist breiter als die Lücken zwischen den anderen Ringen.
Während in englischsprachigen Ländern der ganzzahlige vom gebrochenen Anteil eines Widerstandswerts durch einen Dezimalpunkt getrennt wird, ist es in Europa üblich, das Dezimaltrennzeichen durch den Buchstaben R, K oder M zu ersetzen, um Fehlinterpretationen zu vermeiden. In einem europäischen Schaltplan bedeutet also 5K6 den Wert 5,6 kΩ, 6M8 heißt 6,8 MΩ und 6R8 bedeutet 6,8 Ω.
Was ist Widerstand?
Elektrischer Widerstand verringert den Fluss von elektrischem Strom. Fast jeder Stoff in der Welt hat zumindest einen gewissen Widerstand
Man misst Entfernungen in Kilometern, die Masse in Kilogramm und die Temperatur in Grad Celsius. Der elektrische Widerstand wird in Ohm gemessen.
Wenn du elektrischen Strom durch eine LED schickst, muss der längere Anschlussdraht immer positiver als ihr kürzerer Anschluss sein, als hätte der lange Anschluss etwas zusätzliche (+) Länge bekommen.
Verbindest du die positive Spannung mit dem kurzen Anschluss der LED statt mit dem langen Anschluss, ist die Polarität umgekehrt, und die LED wird nicht funktionieren. Möglicherweise verkürzt du damit auch ihre Lebensdauer.
Der Unterschied zwischen positiv und negativ wird Polarität genannt.
Was ist, wenn du die Anschlüsse der LED kürzt, um sie in eine Schaltung einzusetzen, und du dich nicht mehr erinnern kannst, welcher Anschluss eigentlich der längere war? Kein Problem! Eine LED, wie wir sie hier verwenden, hat an ihrem runden Sockel eine flache Stelle, die den kürzeren (den negativen) Anschluss markiert.
Die lange Linie im Batteriesymbol kennzeichnet die positive Seite der Batterie.
Das große Dreieck innerhalb des LED-Symbols zeigt immer von positiv zu negativ.
Die kleinen Pfeile sollen lediglich darauf hinweisen, dass es sich um eine Leuchtdiode handelt. (Es gibt auch andere Arten von Dioden, die kein Licht aussenden.)
Definition von Strom
Elektrischer Strom ist der Fluss von Elektrizität pro Sekunde, der normalerweise in Ampere (mit dem Formelzeichen A abgekürzt) gemessen wird. Der Strom besteht aus Elektronen, d. h. winzigen Teilchen, die eine elektrische Ladung tragen. Wären unsere menschlichen Sinne schnell genug, um die Elektronen zu zählen, die durch einen Draht sausen, könnte man 1 Ampere als 6,25 Trillionen (= 6,25 × 1018) Elektronen pro Sekunde messen.
Die Maßeinheit Ampere
Das Ampere ist eine internationale Einheit, die mit dem Buchstaben A abgekürzt wird. Ein Milliampere (üblicherweise als mA geschrieben) ist 1/1.000 eines Ampere und ein Mikroampere (üblicherweise als μA geschrieben) ist 1/1.000 eines Milliampere:1 mA = 1.000 μA
1 A = 1.000 mA = 1.000.000 μA
Mit deinem Messgerät Strom messen
In einem einfachen Stromkreis ist der Strom an allen Stellen gleich
Vater des Elektromagnetismus
Der 1775 in Frankreich geborene André-Marie Ampère war ein mathematisches Wunderkind und brachte es bis zum Lehrer für Naturwissenschaften, obwohl er sich in der Bibliothek seines Vaters fast alles selbst beigebracht hatte. Sein bekanntestes Werk war die Herleitung einer Theorie des Elektromagnetismus im Jahr 1820, die beschreibt, wie elektrischer Strom ein Magnetfeld erzeugt. Nach diesem Prinzip hat er die ersten verlässlichen Messungen einer Größe durchgeführt, die später als Stromstärke bekannt wurde.
Er hat auch das erste Instrument gebaut, um den Fluss von Elektrizität zu messen (heute als Galvanometer bekannt). Und da er anscheinend auch etwas Freizeit hatte, entdeckte er noch das Element Fluor. Damals wurden die Menschen eben noch nicht durch Textnachrichten und Katzenvideos abgelenkt.
Gleich- und WechselstromDer Strom, den eine Batterie liefert, wird als Gleichstrom bezeichnet (engl. »Direct Current«, DC). Du kannst ihn dir als einen stetigen Strom von Elektronen in einer Richtung vorstellen, wie den Wasserfluss aus einem Wasserhahn.
Der Strom aus einer Steckdose bei dir zu Hause ist Wechselstrom (engl. »Alternating Current«, AC). Die »lebendige« Seite der Steckdose – die sogenannte Phase (Buchse A) – wechselt bezogen auf die »neutrale« Seite (Buchse B) von positiv zu negativ, und zwar 50-mal (in manchen Ländern auch 60-mal) je Sekunde.
Wechselstrom ist nützlich, weil dein Energieversorger die Hochspannung in Stromversorgungsleitungen mit Transformatoren auf ein sicheres Niveau für dein Heim verringert. Aus Gründen, auf die ich später noch zu sprechen komme, funktioniert ein Transformator nur mit Wechselstrom. Wechselstrom wird auch für Elektromotoren und Haushaltsgeräte verwendet. Abbildung 1–41 zeigt die Teile einer Steckdose, wie sie in (West-)Europa üblich ist.
Potenzialdifferenzen
Bei Spannungsmessungen wird das Messgerät nicht mehr in den Stromkreis eingeschleift
Den Spannungsabfall über dem Widerstand ermitteln
Der Schaltplan in Abbildung zeigt die Werte, die sich bei meinen Versuchen ergeben haben, auf eine Dezimalstelle gerundet. Deine Messungen müssen nicht genau gleich sein, da mein Messgerät, mein Widerstand und meine Batterie höchstwahrscheinlich nicht mit deinen identisch sind. Allerdings sollten sie ähnlich sein.
Wenn du die Spannungsabfälle über den Bauelementen addierst, ergibt sich als Summe ungefähr die Spannung, die von der Batterie geliefert wird. Die gesamte Spannung liegt an den Bauelementen an, weil die Spannung nirgendwo anders verloren gehen kann
Da Spannung mit Druck vergleichbar ist, misst du sie immer zwischen zwei Punkten, wobei an einem der Punkte eine höhere Spannung anliegt als am anderen Punkt. Das ist die sogenannte Potenzialdifferenz zwischen den Punkten.
Wenn du das Messgerät falsch herum verbindest, misst es trotzdem, doch in der Anzeige erscheint ein Minuszeichen.
Die Spannung über der LED wird als Durchlassspannung (engl. »forward voltage«) bezeichnet. Das Datenblatt in Abbildung 1–39 gibt einen typischen Wert zwischen 2,1 Volt und 2,6 Volt an. In der Schaltung liegt der Wert also knapp unter dem unteren Bereichsende.
Bei einer LED meint das Datenblatt eigentlich: Wenn du einen Druck zwischen 2,1 und 2,6 Volt ausübst, dann erfüllt die LED die Spezifikationen des Herstellers, insbesondere was die erzeugte Lichtmenge angeht.
Spannung versus Strom
Du hast gesehen, dass mehr Strom fließt, wenn du den Widerstand verringerst. Was passiert, wenn du die Spannung erhöhst, den Widerstand aber unverändert lässt? Meinst du, dass dies eine andere Möglichkeit ist, mehr Strom fließen zu lassen?
Ja, genau das passiert, und am besten kann man das veranschaulichen, wenn man sich Elektrizität wie Wasser vorstellt. In der Tat haben einige Forscher in den Anfängen der Wissenschaft gedacht, dass Elektrizität eine Art Flüssigkeit sei, weil sich der Elektronenfluss auf diese Weise verhielt.
In Abbildung 1–51 entsteht durch die Höhe des Wassers im Zylinder im Verhältnis zur Bohrung ein Wasserdruck. Die Durchflussmenge ist vergleichbar mit der Stromstärke, während der Lochdurchmesser dem Widerstand entspricht.
Das Ampere ist eine internationale Einheit, die mit dem Buchstaben A abgekürzt wird. Ein Milliampere (üblicherweise als mA geschrieben) ist 1/1.000 eines Ampere und ein Mikroampere (üblicherweise als μA geschrieben) ist 1/1.000 eines Milliampere:
1 mA = 1.000 μA
In einem einfachen Stromkreis ist der Strom an allen Stellen gleich.
Absolute Maximum Ratings
(absolute Grenzdaten)
Forward Current (Durchlassstrom)
Peak Forward Current (Spitzendurchlassstrom)
Typical Characteristics
(die typischen Eigenschaften)
Condition (Bedingung)
forward voltage (Durchlassspannung)
Gleich- und Wechselstrom
Der Strom, den eine Batterie liefert, wird als Gleichstrom bezeichnet (engl. »Direct Current«, DC). Du kannst ihn dir als einen stetigen Strom von Elektronen in einer Richtung vorstellen, wie den Wasserfluss aus einem Wasserhahn.
Die Spannung deiner Batterie in der Schaltung messen
Die gesamte Spannung liegt an den Bauelementen an, weil die Spannung nirgendwo anders verloren gehen kann
Beachte folgende Punkte, wenn du Spannungen misst:
Der Stromkreis muss unter Spannung stehen.Das Messgerät muss auf Spannungsmessung eingestellt sein.
Das Messgerät befindet sich außerhalb des Stromkreises.
Spannung versus StromDu hast gesehen, dass mehr Strom fließt, wenn du den Widerstand verringerst. Was passiert, wenn du die Spannung erhöhst, den Widerstand aber unverändert lässt? Meinst du, dass dies eine andere Möglichkeit ist, mehr Strom fließen zu lassen?
Wenn du mehr Wasser in den Tank einfüllst, erhöhst du den Druck, wie Abbildung 1–52 zeigt. Bleibt die Größe des Lochs im Zylinder unverändert, erzeugt der erhöhte Druck einen stärkeren Durchfluss.
Stell dir die Spannung als Druck vor. Gemessen wird zwischen zwei Punkten.Stell dir die Stromstärke als Durchflussmenge vor, entsprechend als Strom bezeichnet.
Stell dir den Widerstand als Durchflussbegrenzung vor.
Verschiedene Widerstände
Ich kann es auch mit den Basiswerten von Ampere und Ohm anstelle von Milliampere und Kiloohm schreiben. Wie du bereits weißt, gilt:1 mA = 1 A / 1.000
1 kOhm = 1 Ohm × 1.000
Folglich:
Spannung = (Ampere / 1.000) × (Ohm×1.000)
Die Tausender lassen sich aber kürzen, sodass sich ergibt:
Volt = Ampere × Ohm
Potenzialdifferenz in Volt
Formelumstellung
Wenn dir noch die Algebra aus deiner Schulzeit geläufig ist, stellst du fest, dass sich die Formel für das ohmsche Gesetz neu schreiben lässt, indem du die Buchstaben umstellst.
Möchtest du den Widerstand wissen, verwendest du diese Version der Formel:
R = U / I
Ist der Strom gesucht, nimmst du diese Version:
I = U / R
Und wenn du die Spannung berechnen willst, bleibst du bei der ursprünglichen Formel:
U = I × R
Um den Gesamtwiderstand von zwei gleichen, in Reihe geschalteten Widerständen zu ermitteln, addiert man einfach ihre Werte.
Reihen- und Parallelschaltung
Gleiche Widerstände
1/R = (1/R1) + (1/R2)
R = ( R1×R2) / ( R1 + R2 )
Wärme und Leistung
Elektrizität kann Wärme erzeugen. Dass das so sein muss, weißt du, denn es gibt elektrische Wasserkocher, elektrische Herde und elektrische Haartrockner. Und als du mit der 9-V-Batterie die LED durchgebrannt hast, lag das vielleicht daran, dass die LED zu heiß geworden ist.
Temperatur, Wärme und Leistung
Temperatur ist eine Eigenschaft eines Objekts, wie seine Größe oder sein Gewicht.Wärme ist eine Übertragung von thermischer Energie von einem Ort zu einem anderen. Dies kann durch Leitung, Konvektion oder Strahlung geschehen und wird in Joule gemessen (Einheitenzeichen J). Wenn es dir vor einem Lagerfeuer warm geworden ist, sind Joules von Wärmeenergie auf dich übertragen worden, und zwar vom Feuer aus, dessen Temperatur höher ist als deine.
Leistung ist die in einer bestimmten Zeitspanne umgesetzte Energie, zum Beispiel die pro Sekunde übertragene Wärmemenge. Gemessen wird die Leistung in Watt. Dabei ist 1 Watt gleich 1 Joule pro Sekunde.
Im Zusammenhang mit Elektrizität kann Watt anders definiert sein:
Watt = Volt × Ampere
Da als Formelzeichen für die Leistung der Buchstabe P verwendet wird, lässt sich diese Beziehung wie folgt schreiben:
P = U × I
Wenn dein 15-Ohm-Widerstand heiß wird, kannst du das mit dem Finger fühlen. In Wirklichkeit spürst du die Wärmeübertragung in deinen Finger. Und je schneller dies geschieht, desto schmerzhafter ist es. Je schneller der Strom im Inneren eines Bauelements Wärme erzeugt, desto geringer ist die Chance, dass das Bauelement die Wärme an die Umgebung abgeben kann. Daher ist die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung wichtig, und Watt ist die Einheit, mit der wir sie ausdrücken.
Warum ist deine Zunge nicht heiß geworden?
Da du nun, auf Plattdeutsch gesagt, weißt, »wat Watt is«, kannst du die Wärmeübertragung sehr einfach berechnen. Vielleicht dachtest du, deine Zunge wäre nicht heiß geworden, als du eine Batterie an deine Zunge gehalten hast – aber sie wurde es doch, wenn auch nur ein winziges bisschen.
Wie winzig ist »winzig«? Da Watt = Volt × Ampere ist, müssen wir zunächst herausfinden, wie viele Ampere durch deine Zunge geflossen sind. Hier wende ich das ohmsche Gesetz an. Du kannst in deinem Protokollbuch nachschlagen, was du tatsächlich gemessen hast, doch nehmen wir einfach an, deine Zunge hatte einen Widerstand von 50.000 Ohm, als du 9 Volt an sie angelegt hast. Den Strom kennst du zwar nicht, aber wenn du ihn wissen möchtest, verwendest du die folgende Version des ohmschen Gesetzes:
Und daher:
I = 9 / 50.000 = 0,00018 A
Um die Leistung zu ermitteln, multiplizierst du die Spannungsdifferenz mit dem Strom:
Somit ergibt sich:
P = 9 × 0,00018 = 0,00162
Was wäre das in Milliwatt? Verschiebe das Dezimalkomma um drei Stellen nach rechts und die Antwort lautet 1,62 mW. Das ist eine winzige Menge. Der hohe Widerstand deiner Zunge hat die Anzahl der Elektronen pro Sekunde begrenzt und damit auch die Wärmemenge, die sie erzeugen könnten. Du hast also nichts gespürt (abgesehen von dem Kribbeln, das durch die elektrische Stimulation deiner Nerven verursacht wurde).
Warum ist der Widerstand heiß geworden?
Die Widerstände, die du bisher verwendet hast, sind für eine maximale Leistung von einem Viertel Watt ausgelegt. Du kannst auch Widerstände kaufen, die mehr Leistung vertragen, aber für die übrigen Projekte in diesem Buch ist das nicht notwendig.
Ich frage mich, ob ich das letzte Experiment mit dem 15-Ohm-Widerstand nicht ein wenig zu weit getrieben habe.
Beginnen wir noch einmal mit dem ohmschen Gesetz, um den Strom zu berechnen. Du hast einen 15-Ohm-Widerstand über eine 9-V-Batterie geschaltet, also:
Mit den eingesetzten Zahlenwerten ergibt sich:
I = 9 / 15 = 0,6 A
Da du nun den Strom kennst, kannst du die Leistung berechnen:
P = U × I = 9 × 0,6 = 5,4 W
Oha! Ein Viertel Watt ist 0,25 W. Du hast den Widerstand also mit mehr als dem Zwanzigfachen belastet, als für ihn vorgesehen war. Deshalb habe ich dir gesagt, dass du ihn nicht sehr lange anschließen sollst. Kein Wunder, dass er heiß geworden ist!
Diese Beschreibung gilt für eine Primärbatterie, also eine, die sofort Strom erzeugen kann, sobald eine Verbindung zwischen ihren beiden Polen es ermöglicht, dass Elektronen von der einen Elektrode zur anderen fließen. Die Stromstärke, die eine Primärbatterie erzeugen kann, hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der die chemischen Reaktionen in der Batterie Elektronen freisetzen können. Wenn das Rohmetall in den Elektroden durch die chemischen Reaktionen verbraucht ist, kann die Batterie keinen Strom mehr erzeugen und ist leer. Sie lässt sich auch nicht ohne Weiteres wieder aufladen, weil die chemischen Reaktionen nicht einfach umkehrbar sind und die Elektroden beschädigt sein können.
In einer wiederaufladbaren Batterie, einer sogenannten Sekundärbatterie, erlaubt eine geschickte Auswahl der Elektroden und des Elektrolyten, dass sich die chemischen Reaktionen umkehren lassen.
Positiv und negativ – oder umgekehrt?
Wie ich weiter oben erwähnt habe, ist elektrischer Strom ein Fluss von Elektronen, die negativ geladen sind. Warum wird dann in den bisher durchgeführten Experimenten immer davon gesprochen, dass der Strom vom positiven Anschluss der Batterie zu ihrem negativen Pol fließt?
Die Antwort ist, dass Benjamin Franklin im Jahr 1747 aus seinen Beobachtungen von Gewittern geschlossen hat, dass Blitze von positiven Gewitterwolken nach unten wandern und sich in der Erde darunter niederlassen.
Tatsächlich hatte er teilweise recht: Einige Gewitterwolken können eine höhere positive Ladung haben als die Erde, aber unter diesen Bedingungen kann jemand, der »vom Blitz getroffen« wird, eigentlich durch eine elektrische Entladung verletzt werden, die vom Boden durch den Körper nach oben wandert und oben aus dem Kopf austritt, wie in Abbildung 1–73.
Franklins Irrtum wurde erst 1897 aufgeklärt, als der Physiker J. J. Thomson seine Entdeckung des Elektrons bekanntgab und bewies, dass Elektrizität ein Strom negativ geladener Teilchen ist. In einer Batterie kommen die Elektronen vom negativen Pol und fließen zum positiven Pol.
Man könnte meinen, dass alle den Irrtum von Ben Franklin vergessen haben sollten, als diese Tatsache bekannt geworden ist. Aber tatsächlich ist ein Fluss negativer Ladungen zu einem positiveren Ort gleichbedeutend mit einem Fluss positiver Ladungen zu einem negativeren Ort. Wenn das Elektron seinen Aufenthaltsort verlässt, nimmt es eine kleine negative Ladung mit; somit wird sein bisheriger Aufenthaltsort etwas positiver, fast so, als ob eine positive Ladung in die entgegengesetzte Richtung fließen würde. Obendrein ist die gesamte Mathematik, die das elektrische Verhalten beschreibt, immer noch gültig, wenn man sie auf einen imaginären Fluss positiver Ladungen anwendet.
Breadboard
lötfreies Breadboard
Prototypen-Board
Steckboard
Abbildung 2–8 zeigt ein Mini-Breadboard. Es wird oftmals mit dem Hinweis »für Arduino geeignet« verkauft, besitzt aber für unsere Zwecke nicht genügend Kontakte.
Abbildung 2–9 zeigt ein Breadboard mit einreihigem Verteiler. Die Bezeichnung »Verteiler« bezieht sich auf die langen Lochspalten entlang der kurzen, nummerierten Lochreihen. In der Abbildung habe ich sie rot umrandet.
In Abbildung 2–10 ist ein Breadboard mit zweireihigen Verteilern zu sehen. Es besitzt auf jeder Seite zwei lange Lochreihen, die die zweireihigen Verteiler bilden. Die roten und blauen Streifen sind auf dem Board aufgedruckt und dienen als Orientierungshilfe.
Der in Abbildung 2–10 gezeigte Typ ist das, was du brauchst. Der Hersteller ist unwichtig, doch sollte aus der Beschreibung hervorgehen, dass es mindestens 800 Löcher besitzt (oft als Verbindungspunkte bezeichnet).
Steckbrücken (Jumper)
Wenn du bei einem kurzen Drahtstück etwa 1 cm Isolierung von beiden Enden entfernst und sie in die Löcher eines Breadboards steckst, hast du dir eine Steckbrücke gebastelt, wie sie Abbildung 2–14 zeigt. Eine auch als Jumper bezeichnete Steckbrücke stellt eine Verbindung zwischen den Kontaktschienen über mehrere Löcher hinweg her. Wenn du sie auf die richtige Länge schneidest, gelingt dir letztlich ein ordentlicher Schaltungsaufbau, bei dem Fehler leicht zu finden sind.
Durchgangsprüfung
Einen Schalter in Reihe hinzufügen
Wechselschaltung
Schalter
Taster
Funkenbildung
Wenn man eine elektrische Verbindung herstellt, kann ein Funke entstehen, da der Strom zwischen den Kontakten überspringt, kurz bevor sie sich schließen. Unterbricht man die Verbindung, entsteht ein weiterer Funken. Diese Funkenbildung ist für Schaltkontakte abträglich. Die Kontakte verschleißen dadurch, bis sie keine zuverlässige Verbindung mehr herstellen können.
Da die Schaltungen in diesem Buch nur geringe Ströme ziehen und mit niedrigen Spannungen betrieben werden, ist das hier weniger problematisch. Wenn du aber einen Motor schaltest, musst du darauf achten, einen ausreichend großen Schalter zu verwenden, da der Motor beim Anlaufen einen starken Strom zieht, der mindestens das Doppelte von dem beträgt, was der Motor im normalen Lauf benötigt. Deshalb solltest du zum Beispiel einen 4-Ampere-Schalter benutzen, um einen 2-Ampere-Motor ein- und auszuschalten.
Selbst bei der Hausinstallation können Nennbelastungen wichtig sein. In meiner Werkstatt habe ich eine sehr leistungsstarke Deckenbeleuchtung, die etwa 8 A zieht, und die Lampen ziehen anfangs einen Strom, der wesentlich höher liegt. Der Elektriker, der das Haus verkabelt hat, war sich nicht bewusst, dass ich solche starken Lampen verwenden würde, und hat mir nur einen Standardlichtschalter eingebaut. Als ich das gesehen habe, dachte ich mir: »Wer weiß, wie lange der wohl halten wird?« Etwa drei Jahre später brannten die Kontakte aufgrund von Funkenbildung durch, und ich ersetzte den Schalter durch einen, der für 15 A ausgelegt ist.
Batteriesymbole
atteriesymbole sind nicht mehr so häufig zu finden. Stattdessen wirst du wahrscheinlich eine Abkürzung wie Vcc, V+, +V oder V mit einer hinzugefügten Zahl sehen. Eine derartige Kennzeichnung gibt an, wo in einer Schaltung die positive Spannung anliegt. Ursprünglich kommt VC von der Spannung, die am Kollektor eines Transistors angelegt wird. Die Versorgungsspannung für die gesamte Schaltung wurde mit VCC bezeichnet. Inzwischen verwendet man diesen Ausdruck unabhängig davon, ob die Schaltung Transistoren enthält oder nicht. Viele Elektroniker verwenden die Bezeichnung »VCC«, ohne deren Herkunft zu kennen. In diesem Buch verwende ich ein Plussymbol in einem roten Kreis für die positive Versorgungsspannung, sodass es keine Missverständnisse geben sollte. (In deutschen Schaltplänen sind auch die Bezeichnungen UCC usw. zu finden.)
Wechselstrom
In einem Gadget, das mit Wechselstrom (AC, Alternating Current) aus einer Wandsteckdose betrieben wird, ist die Situation etwas komplizierter, da die Steckdose drei Anschlüsse für Phase, Neutralleiter und Nullleiter besitzt.
Ein Schaltplan zeigt die Wechselstromquelle normalerweise in Form eines liegenden S, wie in Oftmals ist auch die Höhe der Spannung angegeben, die in Europa 230 V beträgt. In anderen Ländern sind auch Spannungen im Bereich von 100 V bis 240 V gebräuchlich. Überall in der Schaltung beziehen sich die Symbole auf der rechten Seite von Abbildung 2–51 auf das Chassis bzw. Gehäuse des Geräts, in dem die Elektronik untergebracht ist. Das Chassis ist dann mit dem Nullleiterkontakt einer Steckdose verbunden, wenn ein dreiadriges Netzkabel verwendet wird.
Der Masseanschluss in einer Wechselstromsteckdose ist tatsächlich mit der Erde außerhalb des Gebäudes verbunden.
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