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Stromrichtung Was ist Polarität in der Elektrizität? Erkennung der Polarität Widerstand Nicht polarisierter Kondensator Diode & LED Batterie Polarisierter Kondensator Integrierter Schaltkreis (IC) Datenblätter prüfenWenn Sie eines über Batterien wissen, dann, dass sie einen positiven und einen negativen Anschluss (oder Pol) haben. Beim Anschließen der Batterie wird die positive Seite mit der positiven Seite eines Geräts verbunden. Ebenso wird die negative Seite mit der negativen verbunden. Die Energie fließt nicht durch den Stromkreis, wenn sie umgekehrt angeschlossen ist. Einige Bauteile funktionieren ähnlich. Aber warum ist das so? Wegen etwas, das man Polarität nennt.
Stromrichtung
Bevor wir ausführlicher über Polarität sprechen, müssen wir zunächst die Stromrichtung behandeln. Der konventionelle Strom fließt vom positiven Pol zum negativen. Elektronen fließen in die entgegengesetzte Richtung, vom negativen Pol zum positiven.
Bei der Arbeit mit elektronischen Schaltungen wird nur der konventionelle Strom dargestellt. Alle Beschreibungen verwenden ihn. Wenn Sie einen Pfeil sehen, der den Stromfluss darstellt, wissen Sie mit Sicherheit, dass es sich um den konventionellen Stromfluss handelt.
In einem Gleichstromkreis (DC) fließt der Strom nur in eine Richtung. Ein Pol ist immer negativ, während der andere immer positiv ist. In einem Wechselstromkreis (AC) wechseln diese Pole regelmäßig von negativ zu positiv und umgekehrt.
Was ist Polarität in der Elektrizität?
Vereinfacht gesagt, gibt die Polarität die Symmetrie eines Bauteils an. Sie ist ein gerichteter Elektronenfluss von einem Pol zum anderen. Daher der Name. Die Bauteile sind entweder polarisiert (mit Polarität) oder nicht polarisiert (ohne Polarität).
Nicht polarisierte Bauteile sind so einfach, wie es nur geht. Sie können in beide Richtungen angeschlossen werden und funktionieren korrekt. Es ist ungewöhnlich, dass sie mehr als zwei Anschlüsse haben. Jeder Anschluss an einem nicht polarisierten Bauteil ist gleichwertig.
Polarisierte Bauteile können in einer Schaltung nur auf eine bestimmte Weise angeschlossen werden, damit sie funktionieren. Der Strom muss von der Anode zur Kathode fließen (vom positiven Pol zum negativen). Fließt der Strom in die andere Richtung, wird im besten Fall lediglich die Schaltung unterbrochen. Im schlimmsten Fall kann es zu Funken und verbrannten Bauteilen kommen. Polarisierte Bauteile können mindestens zwei Pins und über tausend haben. Jeder Pin ist einzigartig. Jeder hat eine festgelegte Position, an die er gehört. Wenn sie nicht korrekt angeschlossen sind, können einige der genannten Probleme auftreten.
Erkennung der Polarität
Aber wie erkennt man, welcher Pol positiv oder negativ ist? Wenn zwischen zwei Punkten eine konstante Spannung besteht, hat einer von ihnen mehr Elektronen als der andere. Der Pol mit mehr Elektronen hat negative Polarität. Der andere hat dann positive Polarität. Wenn diese beiden Punkte über einen leitenden Pfad verbunden werden, fließen die Elektronen von einem Pol zum anderen. Das nennen wir elektrischen Strom.
Wenn die Polarität in einem Schaltplan oder Diagramm gekennzeichnet werden muss, werden Polaritätssymbole verwendet. Der positive Pol wird in der Regel mit der Farbe Rot oder einem Pluszeichen markiert. Der negative Pol wird am häufigsten mit den Farben Schwarz oder Blau und einem Minuszeichen markiert. In verschiedenen Branchen, wie der Automobil- und Telekommunikationsbranche, werden manchmal andere Farbschemata verwendet.
Der Begriff Polarität wird in der elektronischen Signalübertragung, Elektrizität und im Magnetismus verwendet. Es ist ein entscheidendes Konzept, das man verstehen sollte, bevor man ernsthaft mit Elektronik arbeitet. Sie werden keine Bauteile auf eine Leiterplatte löten oder in ein Breadboard stecken können, wenn Sie es nicht verstehen. Zu wissen, wie man polarisierte Bauteile erkennt, ist vor all dem unerlässlich.
Gehen wir die häufigsten Bauteile durch, um zu lernen, wie man polarisierte Bauteile erkennt und sie richtig anschließt.
Widerstand
Ein Widerstand ist ein Bauteil, das Sie am häufigsten verwenden werden. Er hat keine Polarität, daher müssen Sie sich keine Gedanken darüber machen, wie Sie ihn anschließen. Das gilt sowohl für THT- als auch für SMD-Widerstände. Stellen Sie ihn sich wie eine holprige Straße vor. Egal, von welcher Seite Sie kommen, sie wird holprig sein. Egal, von welcher Seite der Strom kommt, der Widerstand bleibt gleich.
Sie sollten jedoch einen geeigneten Widerstand für die Schaltung verwenden. Ein zu starker Widerstand verhindert, dass der Strom alle Bauteile erreicht. Ist er zu schwach, besteht die Gefahr, dass Bauteile aufgrund von übermäßigem Strom durchbrennen.
Sie sollten jedoch einen geeigneten Widerstand für die Schaltung verwenden. Ein zu starker Widerstand verhindert, dass der Strom alle Bauteile erreicht. Ist er zu schwach, besteht die Gefahr, dass Bauteile aufgrund von übermäßigem Strom durchbrennen.
Nicht polarisierter Kondensator
Je nach Material können Kondensatoren polarisiert oder nicht polarisiert sein. Nicht polarisierte THT-Kondensatoren haben häufig blaue oder gelbe Keramikkörper.
Nicht polarisierte SMD-Kondensatoren sehen aus wie winzige, zweifarbige Metallklötzchen. Sie haben keine Markierungen, die die Anschlüsse kennzeichnen.
Nicht polarisierte SMD-Kondensatoren sehen aus wie winzige, zweifarbige Metallklötzchen. Sie haben keine Markierungen, die die Anschlüsse kennzeichnen.
Diode & LED
Eine Diode ist ein Bauteil mit zwei Anschlüssen, das den Stromfluss nur in eine Richtung zulässt. Sie ist immer polarisiert. Der positive Pol wird Anode genannt, der negative Kathode. Der Strom fließt durch die Anode zur Kathode. Das Geschwisterbauteil der Diode, die LED (Leuchtdiode) , ist nicht allzu verschieden. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die LED, wie der Name schon sagt, Licht emittiert.
Da sowohl Diode als auch LED polarisiert sind, müssen Anode und Kathode unterschieden werden. Bei einer normalen THT-Diode ist die Kathode am Ende mit einem farbigen Ring markiert. Die 1N4007-Diode ist unten abgebildet. Wie Sie sehen können, befindet sich die Kathode links, gekennzeichnet durch den silbernen Ring.
SMD-Dioden kennzeichnen die Kathode auf ähnliche Weise. Die Linie, die die Kathode kennzeichnet, kann unterschiedlich dick sein, befindet sich aber immer auf der Kathodenseite.
Die LED kennzeichnet die Kathode etwas anders. Anstelle eines farbigen Rings ist der Kathoden-Pin der LED kürzer. Da man dies nicht sehen kann, wenn die LED verlötet oder auf einem Breadboard steckt, ist das Gehäuse auf der Kathodenseite leicht abgeflacht. Das kann anfangs etwas schwer zu erkennen sein, aber sobald Sie es einmal gesehen haben, werden Sie in Zukunft keine Probleme haben, es zu finden.
SMD-LEDs kennzeichnen die Kathode auf ähnliche Weise – eine Ecke ist leicht abgeflacht.
SMD-Dioden kennzeichnen die Kathode auf ähnliche Weise. Die Linie, die die Kathode kennzeichnet, kann unterschiedlich dick sein, befindet sich aber immer auf der Kathodenseite.
Die LED kennzeichnet die Kathode etwas anders. Anstelle eines farbigen Rings ist der Kathoden-Pin der LED kürzer. Da man dies nicht sehen kann, wenn die LED verlötet oder auf einem Breadboard steckt, ist das Gehäuse auf der Kathodenseite leicht abgeflacht. Das kann anfangs etwas schwer zu erkennen sein, aber sobald Sie es einmal gesehen haben, werden Sie in Zukunft keine Probleme haben, es zu finden.
SMD-LEDs kennzeichnen die Kathode auf ähnliche Weise – eine Ecke ist leicht abgeflacht.
Batterie
Wenn Sie die Batterie nicht richtig anschließen, spielt es keine Rolle, ob Sie polarisierte Bauteile korrekt anschließen. Batterien sind polarisiert, daher müssen Sie sie unabhängig davon, welche Sie verwenden, korrekt anschließen.
Wenn Sie Batterien ausgetauscht haben, wissen Sie, wie Sie deren Polarität finden. Die meisten von ihnen kennzeichnen den positiven Anschluss mit einem Pluszeichen und den negativen mit einem Minuszeichen. Einige Batterien können Drähte haben. Der rote Draht kennzeichnet den positiven Anschluss, und der schwarze oder blaue Draht kennzeichnet den negativen Anschluss.
Polarisierter Kondensator
Wie erwähnt, können Kondensatoren entweder polarisiert oder nicht polarisiert sein. THT-Elektrolytkondensatoren (die wie kleine Blechdosen aussehen) sind polarisiert. Der negative Anschluss ist normalerweise mit einem Minuszeichen an der Seite markiert. Der Kathoden-Pin ist außerdem in der Regel kürzer als die Anode.
Seien Sie sehr vorsichtig beim Anschließen des Elektrolytkondensators. Wenn er nicht korrekt angeschlossen ist, wird er in Rauch aufgehen und unbrauchbar werden. Er könnte sogar explodieren ! Bevor Sie Ihre Schaltung mit Kondensatoren an eine Stromquelle anschließen, stellen Sie sicher, dass alles korrekt verbunden ist.
Ähnlich wie SMD-Dioden haben SMD-Kondensatoren eine Linie an der Seite, die einen Anschluss kennzeichnet. Im Gegensatz zu Dioden, bei denen eine Linie die Kathode kennzeichnet, markiert die Linie des Kondensators die Anode.
Seien Sie sehr vorsichtig beim Anschließen des Elektrolytkondensators. Wenn er nicht korrekt angeschlossen ist, wird er in Rauch aufgehen und unbrauchbar werden. Er könnte sogar explodieren ! Bevor Sie Ihre Schaltung mit Kondensatoren an eine Stromquelle anschließen, stellen Sie sicher, dass alles korrekt verbunden ist.
Ähnlich wie SMD-Dioden haben SMD-Kondensatoren eine Linie an der Seite, die einen Anschluss kennzeichnet. Im Gegensatz zu Dioden, bei denen eine Linie die Kathode kennzeichnet, markiert die Linie des Kondensators die Anode.
Integrierter Schaltkreis (IC)
Ein einzelner integrierter Schaltkreis kann Hunderte von Pins enthalten, jeder mit seiner Funktion. Genau wie bei Elektrolytkondensatoren ist es wichtig, auf die Polarität eines integrierten Schaltkreises zu achten. Andernfalls wird er höchstwahrscheinlich verbrennen, schmelzen und vollständig unbrauchbar werden.
Ein integrierter Schaltkreis hat normalerweise eine Kerbe oder einen eingeätzten Punkt, um den ersten Pin zu kennzeichnen.
Datenblätter prüfen
Unter den vielen verfügbaren Bauteilen sind dies nur einige Beispiele. Wenn Sie die Polarität der Bauteile kennen, können Sie Schäden vermeiden.
Einige nicht polarisierte Bauteile können in polarisierten Gehäusen verpackt sein. Die meisten Bauteile geben an, ob sie polarisiert sind oder nicht. Sie sollten immer die Datenblätter prüfen, wenn Sie sich über die Polarität eines Bauteils nicht sicher sind.
Bei der Arbeit mit Bauteilen ist es außerdem wichtig zu wissen, ob sie aktiv oder passiv sind. Wenn Sie daran interessiert sind, einige Projekte zu bauen, schauen Sie auf unserer Tutorial-Seite vorbei . Wir aktualisieren sie regelmäßig mit neuen Tutorials und Projekten.