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Brückengleichrichter und Glättung — das Netzteil

Vier Dioden, ein Kondensator — und aus Wechselspannung wird brauchbare Gleichspannung für Ladegerät, Laptop und Handy.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Was stimmt über die Brückenschaltung?
AFB I

Ein Brückengleichrichter (Graetz-Schaltung) liegt am Ausgang eines Trafos. Welche Aussagen treffen zu?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Jede Halbwelle liefert einen Impuls, also 100 pro Sekunde; da zwei Dioden in Reihe leiten, fallen 2 · 0,7 V = 1,4 V ab, und ohne Kondensator ist die Ausgangsspannung pulsierend, nicht konstant.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen über Brückengleichrichter und Glättung.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Vier Dioden, beide Halbwellen, 100 Impulse, 1,4 V Verlust — und der Kondensator liegt parallel.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Ein Brückengleichrichter enthält Dioden und nutzt Halbwellen. In jedem Augenblick leiten Dioden in Reihe, bei 50 Hz entstehen dadurch Impulse pro Sekunde. Der Glättungskondensator lädt sich auf den .

Eine Mittelanzapfung braucht nur die Zweipuls-Mittelpunktschaltung — die Brücke kommt ohne sie aus.
A4
Wer macht was im Netzteil?
AFB I

Ordne jede Aussage dem Bauteil zu, auf das sie zutrifft.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Transformator
2Brückengleichrichter
3Glättungskondensator
Der Trafo ändert nur die Höhe der Wechselspannung, der Gleichrichter die Richtung, der Kondensator die Glätte.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Ein Trafo liefert 12 V Wechselspannung (Effektivwert). Berechne den Scheitelwert Û in Volt, auf eine Nachkommastelle gerundet.

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Û = 12 V · √2 ≈ 17,0 V — im Kopf: √2 ≈ 1,4, also Effektivwert mal 1,4 plus ein kleiner Zuschlag.
A6
Von der Steckdose zum Gerät
AFB II

Bringe die Stationen eines Steckernetzteils in die richtige Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Aus der Steckdose kommen 230 V Wechselspannung mit 50 Hz.
2Der Transformator setzt die Spannung auf 12 V Wechselspannung herunter.
3Der Brückengleichrichter macht aus beiden Halbwellen positive Impulse.
4Der Glättungskondensator lädt sich auf und überbrückt die Lücken.
5Der Spannungsregler hält die Ausgangsspannung konstant.
Am häufigsten werden Gleichrichter und Glättung vertauscht — geglättet werden kann erst, was schon gleichgerichtet ist.
A7
Rechenkette
AFB II

Ein Netzteil hat einen Trafo mit 12 V Wechselspannung (50 Hz), einen Brückengleichrichter aus Silizium-Dioden und einen Glättungskondensator mit C = 2200 µF. Es fließt ein Laststrom von I = 0,20 A.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Scheitelwert Û der Trafospannung? V
  2. Spannung am geladenen Kondensator (Û minus Diodenverlust)? V
  3. Wie viele Impulse pro Sekunde liefert der Gleichrichter? Impulse
  4. Brummspannung ΔU = I · t / C mit t = 10 ms? V
Aus 12 V Wechselspannung werden rund 15,6 V Gleichspannung mit knapp 1 V Brummspannung — genau deshalb folgt danach oft ein Spannungsregler.
A8
Größe und Wert verbinden
AFB II

Verbinde jede Größe mit dem passenden Wert oder Bauteil.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Merke dir die Kette 230 V → 325 V → 1,4 V Verlust → 100 Impulse alle 10 ms, dann ergibt sich jede Zuordnung von selbst.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Am häufigsten wird durch √2 geteilt statt multipliziert — der Scheitelwert ist immer der größere Wert.
A10
Wird das Brummen größer oder kleiner?
AFB III

Ein Netzteil liefert 0,20 A bei C = 1000 µF. Am Gerät wird je eine Sache verändert. Schätze für jede Zeile ein, was passiert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = viel kleiner, 2 = kleiner, 3 = unverändert, 4 = größer, 5 = viel größer. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = viel kleiner5 = viel größer
Die vier Dioden werden gegen baugleiche Typen mit höherer Sperrspannung getauscht.
Der Laststrom steigt von 0,20 A auf 1,00 A.
Die Kapazität wird verdoppelt, gleichzeitig steigt der Laststrom um 50 %.
Der Kondensator wird von 1000 µF auf 10 000 µF vergrößert.
Ein zweites Gerät wird parallel angeschlossen, der Gesamtstrom steigt auf 0,30 A.
In ΔU = I · t / C zählt nur das Verhältnis I/C — deshalb reicht ein Blick auf die Faktoren, Rechnen ist gar nicht nötig.