Unterrichts- und Lernmaterial für Mikrocontroller
Unterrichts- und Lernmaterial fürMikrocontroller

1 - Unbelasteter Spannungsteiler

Abbildung 1 - unbelasteter Spannungsteiler

Im unbelasteten Spannungsteiler sind die Ströme I1 und I2 durch die beiden Widerstände R1 und R2 gleich groß und identisch mit IE, dem Gesamtstrom.

2 - Ein Rechenbeispiel

  • Eine rote LED soll an einer Blockbatterie von 9V betrieben werden. Es sollen nicht mehr als 15mA durch die LED fließen. Wie muss die Schaltung aufgebaut sein?

Lösung

Es wird eine Spannungsteilerschaltung benötigt, mit einem unbekannten Widerstand R1 und einer roten LED (unbekannter Widerstand R2). Durch beide Widerstände fließt ein Strom von 15mA.

Der Gesamtwiderstand aus R1 und R2 (LED) ist bei einer Reihenschaltung die Summe aus den beiden Einzelwiderständen: Rges = R1 + R2. Damit lässt sich jetzt Rges ausrechnen.

Der Gesamtwiderstand der Schaltung liegt bei 600Ohm. Bei einer roten LED fallen ca. 1,6V ab, so dass die restlichen 7,4V über dem Vorwiderstand liegen. Damit kann die folgende Verhältnisgleichung aufgestellt werden:

Einsetzen der Werte Rges, U1 und UE ergibt einen Zahlenwert für R1 von 493,3Ohm. Gewählt wird ein Widerstand von 470Ohm.

3 - Belasteter Spannungsteiler

Abbildung 2 - belasteter Spannungsteiler

Im belasteten Spannungsteiler wird der Widerstand R2 durch einen Verbraucher RL belastet. R2 liegt parallel zu RL (R2 || RL). Es gilt:

 

  • Der Gesamtwiderstand der Schaltung wird kleiner. 
    
  • Der Gesamtstrom durch die Schaltung nimmt zu.
    
  • Der Spannungsabfall über R1 nimmt in dem Maß zu, wie der Spannungsabfall über R2 || RL abnimmt.
    
  • Der Spannungsabfall über R2 || RL nimmt umso weniger ab, je größer RL gegenüber R2 ist.
    
  • Mit einem Spannungsteiler steuert man eine hochohmige Last an.
    

Als Faustregel kann gelten: Der Strom I1 durch den Spannungsteiler ist 5 - 10 mal größer als der Strom IL durch den Lastwiderstand.

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© Reinhard Rahner - Gettorf