Bissl Physik: Technische Stromrichtung / Elektronenbewegung in Schaltplänen?

von 7eppeliner, 12.05.07.

  1. 7eppeliner

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    Erstellt: 12.05.07   #1
    Hallihallo!

    Also in letzter Zeit les ich mich immer mehr in die Materie der Elektronik ein und es fällt mir soweit auch nicht allzu schwer, aber eines versteh ich bis heute nicht...

    Schaltpläne z.b. werden ja immer mit Technischer Stromrichtung angegeben, aber wenn man dann z.b. einen Transistor hast, dann fließt bei dem ein Strom vom Kollektor zum Emitter. Das irretiert mich irgendwie. Hab auch im Internet schon gesucht, sowohl Google als auch Wikipedia, aber irgendwie scheint das jeder zu kapiern außer mir :D

    Wie is das nun? Kann mir das einer vl kurz erklären (oder bedarf es einer längeren Erklärung? ICQ? ;) )?

    Achja, sry wenn ich das im Offtopic des Musiker-Boards schreibe, aber ich hab sonst kein Forum wo das auch nur annähernd hinpassen könnte und wo sich einer auskennen könnte :rolleyes:

    MfG!
     
  2. Wolf-107

    Wolf-107 Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 12.05.07   #2
    äähhhmmm, ja:
    http://www.uni-protokolle.de/foren/
     
  3. ESPschredder

    ESPschredder Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 12.05.07   #3
    Moin,

    physikalisch fließen die Elektronen von Minus nach Plus.. das hat man wohl aber erst recht spät herausgefunden.
    Daher ist bei Schaltplänen die alte, technische Stromrichtung immer noch der Standard.

    Gruß,
    Paul
     
  4. HomerS

    HomerS Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 12.05.07   #4
    Gut, die eigentliche Stromrichtung ist abhängig von der Ladung der Ladungsträger. Da es sich meist um Elektronen handelt verläuft diese vom Minus zum Pluspol (im Falle von pos. Ladungsträgern andersrum).

    Gut, bei Transistoren kommt es natürlich auch drauf an, ob es sich um einen npn oder pnp Transistor handelt (ich gehe davon aus du meinst Bipolare Transistoren). Ich kenne jetzt auch nicht den Artikel, von dem du redest, kann also nur vermuten, dass die von einem npn Transistor ausgegangen sind und von der technischen Stromrichtung reden (npn - Emitter = negativ; Kollektor = postiv --> Strom von positiv zu negativ; also vom Kollektor zum Emitter) etzt ist eigentlich für die Funktionsweise ziemlich egal woentlang der Strom fließt, hauptsache er fließt. Deshalb sagt man meistens vereinfacht es fließt ein Strom zwischen Emitter und Kollektor, um sich ellenlange Erklärungen zu sparen.

    Hoffe das hat bisschen geholfen.
     
  5. 7eppeliner

    7eppeliner Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 12.05.07   #5
    Och, cool! Danke! :great:

    Bipolar, npn... ja, beides.
    Hat mich nur verwirrt, weil ich dachte die Namen (Kollektor, Emitter) wären nach techn. Stromrichtung vergeben worden. Aber scheint wohl nicht zu sein, dann isses mir klar...
     
  6. 7eppeliner

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    Erstellt: 13.05.07   #6
    Ach, hab schon wieder was gefunden, was damit zusammenhängt und somit mir bissl unklar is... :D

    Wie is das dann mit Vorwiderständen? Wie funktioniert das physikalisch gesehen? Die Elektronen durchfließen ja zuerst z.b. die LED und dann erst den Vorwiderstand?
     
  7. HomerS

    HomerS Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 13.05.07   #7
    Tja, um sowas mit dem Elektronenmodell zu erklären muss schon ziemlich abstrakt werden: Stells dir vor wie ein Fluss, der überall die gleiche Höhe haben muss. Wenn du jetzt irgendwo eine Engstelle (= Widerstand) einsetzt, nimmt ja die Wasserwenge "nach" dieser ab und davor staut sich Wasser. Wenn jetzt aber überall die Höhe gleich sein soll, so muss man die Gesamtwassermenge runterregeln, bis sie vor und nach dem Hindernis gleich hoch ist...

    Allerdings geht man an dieser Stelle nicht mehr vom "Urschleim" aus, sondern bedient sich einfach diverser Gesetze. In der Reihenschaltung gibt es zwei grundlegende Aussagen: die Spannungsteilerregel - das Verhältnis der Spannungen der Bauelemente entspricht dem Verhältnis ihrer Widerstände UND bezüglich der Stromstärke - die Stromstärke ist an jedem Bauelement gleich groß.

    Bezogen auf deine Schaltung bedeutet das zwei Dinge: ohne Vorwiderstand entfällt die komplette Spannung auf die LED, da diese normalerweise sehr kleine Widerstände haben, fließt auch ein sehr großer strom (siehe I=U/R). Mit einem Vorwiderstand, der sagen wir einen deutlich höheren Widerstand hat, entfällt der Großteil der Gesamtspannung auf den Widerstand. Die Stromstärke im Stromkreis ist folglich deutlich kleiner --> die LED überlebt.
     
  8. Löwe

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    Erstellt: 14.05.07   #8
    Für das angesprochene "Wassermodell" musst Du Dir einfach vorstellen dass U=R*I vom Prinzip her der Bernoulliregel entspricht:

    kleinerer Querschnitt [Rohr] = lokale Geschwindigkeit steigt [Strömung]..und der Druck sinkt [Wasserdruck].

    U = Wasserdruck
    R = Rohr
    I = Strömung

    Da beim elektrischen Strom die Speise-Spannung "U" stets gleich bleibt kann durch einen Widerstand "R" nur der Strom "I" begrenzt werden (Reihenschaltung: Diode + Widerstand).

    Beim Wassermodell ist der Rohrquerschnitt "R" das Ausschlag gebende Kriterium.
    Beim elt. Strom ist es die Speise-Spannung "U".

    Bei beiden Modellen (Strom, Wasser) entspricht der "Strom" dem Mengenfluss durch den "Kanal" (Kabel, Rohr).


    Jetzt kommt jedoch ein entscheidender Unterschied zum Wassermodell:

    Beim Strom ist es egal, wo die "Leitungsverengung R" sitzt.
    Der Strom wird von vornherein begrenzt.
    Blos wenn man einen "Vor"Widerstand eines Bauteiles (hier: LED) komplett weg lässt.. und dieses wohlmöglichst auch die einzige "Widerstand" der Schaltung ist, kann dieses zur Zerstörung des Bauteils führen:

    "U"-LED = 0,7 Volt

    am Beispiel U = 12 Volt: Formel: I = U / R

    Iges = (U1-U2) / (R1-R2)

    Iges =
    12V-0,7V / Eigenwiderstand LED + Eigenwiderstand Leitung = nahezu 0 Ohm
    --> 11,3V / 0, irgendwas = fast unendlich = Kurzschluss(strom)

    Daher ist ein Vorwiderstand bei LEDs zur Strombegrenzung wichtig.
    Ausserdem stinkt eine aufgebrutzelte LED bestialisch :o
    .. aber gibt interessante Rauchzeichen von sich :D

    Bei Wasser übrigens würde so eine Schaltreihenfolge bei hohen Drücken schwerwiegende Auswirkungen haben.

    Noch mal angemerkt: Der elektrische Strom wird durch den Gesamtwiderstand einer Schaltung bestimmt. Dazu zählen (Eigen)Widerstand von:
    - Leitungen
    - Bauteilen
    - Spannungsquellen
    Auf Grund dessen gibt es keinen "unendlich" großen Strom, da ja Leitungen und sämtliche Innenwiderstände mitgewertet werden müssen.


    Gruß - Löwe :)