Transistor als Schalter Im Unterforum Grundlagen - Beschreibung: Grundlagen und Fragen für Einsteiger in der Elektronik
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BID = 868832
maximiliane Gelegenheitsposter
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Beiträge: 71
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Hallo,
Bild F1 zeigt den Schaltplan, F2 das Eingangssignal und F3 die Spannung UA am Ausgang. Aber warum ist die negativ?
Meine Erklärung wäre, dass sich der Kondensator auf der Ausgangsseite, wenn
der Transistor gesperrt ist, auf der linken Plattenseite mit +10V lädt.
Wenn der Transistor schaltet, entlädt sich diese Spannung über die Kollektor
Emitter Strecke. Dabei werden aus 0V +10V und aus A 0V.
Ist das so?
Und warum ist die Spannung UA nicht höher, wenn der Transistor gesperrt
ist?
Wenn C aufgeladen wird, ist die Spannung dort im ersten Moment ja 0V und der
Strom sehr groß. Da sollte doch eigentlich die gesamte Spannung am
Lastwiderstand abfallen?
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BID = 868835
perl Ehrenmitglied
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Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| dass sich der Kondensator auf der Ausgangsseite, wenn
der Transistor gesperrt ist, auf der linken Plattenseite mit +10V lädt. | Richtig.
Rechts ist dann 0V.
Die Frequenz der anliegenden Spannung ist aber so hoch, dass sich bei der Ansteuerung des Transistors die Spannung des Kondensators kaum ändert.
Wenn der Kollektor also auf 0 geht, sind an A -10V.
Nach einiger Zeit stellt sich aber eine etwas andere Spannungsverteilung ein, sodaß die Spannung Kondensator vielleicht nur 5V beträgt. Der Wert hängt vom so genannten Tastverhältnis ab.
Der Mittelwert an A bleibt dabei auf 0, sonst würde ja Gleichstrom durch den Kondensator fliessen.
Der leichte Überschwinger in positive Richtung an A kommt dadurch zustande, dass der Kondensator während der Leitphase des Transistors eben doch ein bischen Spannung verliert. Bei der Sinuskuppe sieht an das nicht, aber bei einem Rechteck würde man eine Dachschräge erkennen. |
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BID = 868863
maximiliane Gelegenheitsposter
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Beiträge: 71
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Zitat :
| Der leichte Überschwinger in positive Richtung an A kommt dadurch zustande, dass der Kondensator während der Leitphase des Transistors eben doch ein bischen Spannung verliert. Bei der Sinuskuppe sieht an das nicht, aber bei einem Rechteck würde man eine Dachschräge erkennen. |
Beim Einschalten, also beim 1. Ladezyklus, würde die Spannung in Bild F3 von +10V auf 0 abfallen, und beim 1. Schaltvorgen des Transistors, so wie dargestellt, negativ werden?
Und angenommen, der Kondensator hätte theoretisch keinen Spannungsverlust, wäre das Überschwingen auf die positive Seite nicht vorhanden, sonder die Spannung wäre, solange der Transistor gesperrt ist, 0V?
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BID = 868865
perl Ehrenmitglied
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Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Beim Einschalten, also beim 1. Ladezyklus, würde die Spannung in Bild F3 von +10V auf 0 abfallen, |
Auf 0 abfallen wird sie, aber +10V werden nicht erreicht, sondern eine Spannung, die sich aus dem Widerstandsverhältnis der beiden Widerstände am Ausgang ergibt.
Da der Kondensator zu diesem Zeitpunkt noch keine Ladung hat, kannst du ihn zur Berechnung dieser Spannung einfach durch einen Kurzschluß ersetzen.
Der Spannungsabfall erfolgt anschliessend gemäß der bekannten Exponentialkurve, wobei du zu deren Berechnung die Widerstände in Gedanken parallelschalten kannst.
Zitat :
| und beim 1. Schaltvorgen des Transistors, so wie dargestellt, negativ werden? |
Ja, wenn der Kondenator vollständig aufgeladen ist, d.h. Ua=0, springt die Spannung beim Einschalten auf -10V.
Zitat :
| angenommen, der Kondensator hätte theoretisch keinen Spannungsverlust, wäre das Überschwingen auf die positive Seite nicht vorhanden, sonder die Spannung wäre, solange der Transistor gesperrt ist, 0V? |
Nein, bei einem sehr großen Kondensator, dessen Spannung sich innerhalb einer Periode nicht ändert, würde lediglich die Schräge im positiven Bereich verschwinden, die Kurve würde dort also genau waagerecht verlaufen.
Dass ein positiver Teil existieren muß, ergibt sich aus dem Vorhandensein negativer Werte und der Forderung, dass der Mittelwert 0 sein muss.
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BID = 868874
maximiliane Gelegenheitsposter
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Beiträge: 71
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Zitat :
| Dass ein positiver Teil existieren muß, ergibt sich aus dem Vorhandensein negativer Werte und der Forderung, dass der Mittelwert 0 sein muss. |
Warum muss sich ein Mittelwert ergeben?
Weil ein Kondensator vorhanden ist, der sich lädt und entlädt, und Gleichstromanteile ausgesperrt sind?
Stellt jede Amplitude einen gleich großen Anteil aus positiver und negativer Spannung da?
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BID = 868880
perl Ehrenmitglied
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Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Weil ein Kondensator vorhanden ist, der sich lädt und entlädt, und Gleichstromanteile ausgesperrt sind |
So ist es.
Schuld ist das Ohmsche Gesetz und der Lastwiderstand.
Wäre die Summe aller positiven und negativen Momentanwerte der Spannung nicht 0 , so wäre auch die Stromsumme dort nicht Null und das würde zu einer Aufladung des Kondensators führen.
Zitat :
| Stellt jede Amplitude einen gleich großen Anteil aus positiver und negativer Spannung da? |
Nein.
Mit Amplitude bezeichnet man die Schwingungsweite.
Wie du im Bild 3F gut sehen kannst, ergänzen sich wenige große negative Momentanwerte mit vielen kleinen positiven zu Null.
Die positive Amplitude dort ist vielleicht +2V und die negative knapp -10V.
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BID = 868888
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Beiträge: 12780 Wohnort: Cottbus
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Oder mit anderen Worten: Die positiven und negativen Spannungs-Zeit-Flächen (Integrale der Spannung über die Zeit) müssen vom Betrag her gleich groß sein.
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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
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