Es werde Licht!

Jetzt wollen wir aber endlich auch mal Strom fliessen lassen, nicht nur Wasser. Mit dem Strom wollen wir Licht erzeugen. Es ist erst 145 Jahre her (ca. 1880), dass wir Menschen elektrisches Licht haben.

Jede Gruppe baut eine leicht unterschiedliche Schaltung auf.

Gruppe 1: Widerstand und grüne LED
Gruppe 2: Widerstand und rote LED
Gruppe 3: Glühlampe
Gruppe 4: Widerstand und Diode 1N4148

Eure Betreuer erklären euch, wie der Aufbau funktioniert. Als Spannungsquelle nehmt ihr das Netzteil, das ihr auf 9 Volt einstellen sollt. Die Strombegrenzung regelt ihr auf den kleinsten Wert, sie beschützt eure Schaltung, wenn ihr mal einen Fehler macht. Die Spannung (vom Netzteil) verbindet ihr erst, wenn alles fertig aufgebaut ist!

Jede Gruppe verwendet eine leicht andere Aufbautechnik, denn viele Wege führen nach Rom:

Reißnägel: der Schaltplan wird gezeichnet oder ausgedruckt und auf ein Balsaholz-Brettchen passender Größe gelegt. An jeder Stelle wo Bauteile oder Drähte miteinander verbunden werden sollen wird ein Reißnagel eingesteckt. Diese werden dann mit Schleifpapier blank gemacht und verzinnt. Nun werden Bauteile und Drähte eingelötet.
Manhatten: Im Schaltplan werden alle Stellen wo Bauteile oder Drähte miteinander verbunden werden sollen rot gekennzeichnet. Es wird eine kupferkaschierte Platine ausreichender Größe ausgewählt (oder ausgesägt). An den Stellen, wo später gelötet werden soll, wird ein kleines Platinenstück als Stützpunkt aufgeklebt, entweder mit Sekundenkleber oder einem kleinen Stück Heißkleber. Sind die Platinenstücke doppelseitig kaschiert, kann man auch versuchen, sie aufzulöten. UHU ist nicht so geeignet, weil er recht lange braucht, um fest zu werden. Auf diese Lötinseln werden alle Bauteile und Drähte eingelötet. Die Grundplatte dient dabei als Massefläche und wird mit Minus verbunden. Alle Bauteilanschlüsse, die auf Masse gehen, können direkt auf die Grundplatte gelötet werden.
Breadboard: hier werden die Bauteile einfach eingesteckt. Die kurzen Spalten A-E und F-J sind jeweils auf dem breadbord schon miteinander verbunden (rote Linien im Bild). Die langen Reihen oben und unten sind auch verbunden und dienen für die Zuführung der Betriebsspannung.
Simulierer: ihr verwendet das kostenlose Programm LTspice um die Schaltung im Computer zu simulieren. Ihr braucht keine Bauteile zu kaufen und ihr habt jede Menge Messgeräte schon eingebaut. Euer Betreuer zeigt euch, wie das geht.

Daneben gäbe es noch viele Aufbaumöglichkeiten, z.B. dead bug style (eher für ICs geeignet), freitragend (das wird schnell mechanisch instabil), point to point (Punkt zu Punkt), dabei sind die Lötstützpunkte auf sogenannten Lötleisten, die mit dem Chassis verschraubt werden (so wurden früher Radios und Fernseher aufgebaut), oder auf geätzten Platinen (das eignet sich für die Serienfertigung, die Herstellung der Platine dauert aber mehrere Tage). Viele Wege führen nach Rom.

Jede Gruppe polt jetzt die Spannung um (Plus und Minus vertauschen). Was passiert?

Es gibt also Bauteile (z.B. Diode), bei denen es auf die Polung ankommt und andere (z.B. Glühbirnchen), bei denen die Polung keine Rolle spielt. Dioden lassen den Strom nur in einer Richtung (Minus liegt an der Seite mit dem Strich) fliessen und sperren in der anderen Richtung!

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