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Die Diode — Durchlass- und Sperrrichtung

Zehn Übungen zu Anode, Kathode, Schleusenspannung und der Gleichrichtung von Wechselspannung im Netzteil — Schritt für Schritt erklärt. Mit ausführlichem Lösungsweg zu jeder einzelnen Aufgabe.

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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 gilt für die Diode?
AFB I

Drei der sechs Aussagen sind richtig. Welche?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Eine Silizium-Diode leuchtet gar nicht; 0,7 V ist die Schwelle für den Strom. Der Ring markiert die Kathode, und hinter einer einzelnen Diode pulsiert die Spannung noch — erst ein Kondensator glättet sie.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen rund um die Diode.

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

Alle fünf Aussagen hängen an derselben Frage: Wo liegt der Pluspol — und wie groß ist die Spannung?
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.

Damit Strom fließt, gehört der Pluspol an die , also an das p-Gebiet; der Minuspol liegt dann an der . Bei Silizium fließt erst oberhalb der von etwa 0,7 V ein nennenswerter Strom, begrenzt durch einen . Weil nur eine Halbwelle durchkommt, eignet sich die Diode zur .

Diffusion beschreibt, wie die Sperrschicht überhaupt entsteht — im fertigen Stromkreis ist sie keine Größe, die man einstellt.
A4
Anode, Kathode oder keins von beidem?
AFB I

Sortiere jede Karte nach dem Anschluss, zu dem sie gehört.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Anode
2Kathode
3kein Anschluss
Alles, was zum p-Gebiet gehört, gehört zur Anode. Vorwiderstand und Sperrschicht sind gar keine Anschlüsse.
A5
Blitzrechnung
AFB I

An einer Silizium-Diode (Schleusenspannung 0,7 V) mit Vorwiderstand liegt eine Quelle mit 4,5 V. Welche Spannung fällt am Vorwiderstand ab?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Die Quellenspannung teilt sich auf Diode und Vorwiderstand auf: 4,5 V − 0,7 V = 3,8 V. Wer mit den vollen 4,5 V rechnet, überschätzt den Strom deutlich.
A6
Einweggleichrichtung Schritt für Schritt
AFB II

Bringe den Ablauf einer vollen Periode in die richtige Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Die Wechselspannung durchläuft ihre positive Halbwelle.
2Die Diode liegt in Durchlassrichtung, die Sperrschicht wird schmal.
3Ab etwa 0,7 V fließt Strom durch den Verbraucher.
4Die Spannung wechselt ihr Vorzeichen, die Diode sperrt.
5Während der negativen Halbwelle fließt kein Strom.
Häufig rutscht Schritt 3 nach vorn. Erst muss die Sperrschicht schmal werden, dann kann Strom fließen — nicht umgekehrt.
A7
Rechenkette
AFB II

Eine Silizium-Diode (Schleusenspannung 0,7 V) liegt mit einem Vorwiderstand an einer Quelle mit 6,7 V. Der Strom soll 20 mA betragen.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Spannung am Vorwiderstand V
  2. Widerstand des Vorwiderstands Ω
  3. Leistung am Vorwiderstand W
  4. Strom, wenn die Quelle auf 3,7 V sinkt (gleicher Vorwiderstand) mA
Immer zuerst die Schleusenspannung abziehen — erst der Rest liegt am Vorwiderstand. Und den Strom in Ampere einsetzen: 20 mA = 0,020 A.
A8
Was gehört zusammen?
AFB II

Verbinde jeden Begriff mit der passenden Aussage.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Trenne Bauteile (Vorwiderstand, Kondensator, Brücke) von Kenngrößen (Schleusenspannung) und Anschlüssen (Anode).
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.
Zeile 6 ist der Klassiker: Ohne Abzug der Schleusenspannung fällt der Strom rechnerisch zu groß aus.
A10
Was macht die Stromstärke?
AFB III

Eine Silizium-Diode (0,7 V) liegt mit 200 Ω Vorwiderstand an 5,0 V; es fließen etwa 21 mA. Schätze für jede Zeile ein, was passiert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = kein Strom, 2 = deutlich kleiner, 3 = unverändert, 4 = etwas größer, 5 = viel größer. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = kein Strom5 = viel größer
Du tauschst die Diode gegen eine baugleiche zweite aus.
Du erhöhst die Quellenspannung von 5,0 V auf 20,0 V.
Du verdoppelst den Vorwiderstand auf 400 Ω.
Du drehst die Quelle um: Pluspol an der Kathode.
Du erhöhst die Quellenspannung von 5,0 V auf 6,0 V.
Den Strom treibt nur der Teil der Spannung oberhalb von 0,7 V. Deshalb wirkt ein kleiner Spannungszuwachs viel schwächer als ein verdoppelter Vorwiderstand.