Brückengleichrichter: Übungen – Physik Klasse 9

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Übungsaufgaben

Dreißig Übungen, fortlaufend nummeriert: Aufgaben zum Klicken, Ziehen und Knobeln wechseln sich mit Rechen- und Eingabeaufgaben ab. Jede Übung gibt dir sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps.

Der Weg durch die Brücke

AFB I

Die Wechselspannungsquelle in der Mitte speist eine Graetz-Brücke mit Lastwiderstand R. Zeichne für beide Halbwellen den Strompfad ein, indem du alle stromführenden Teile anklickst.

Klicke alle Leiterstücke und Bauteile an, durch die in der beschriebenen Situation Strom fließt — ein zweiter Klick nimmt die Markierung zurück. Mit der Tastatur: Tab oder ←/→ zum nächsten Teil, Enter markiert.

In beiden Halbwellen fließt der Strom über die obere Leitung in R hinein und unten wieder heraus — durch die Last also immer in derselben Richtung. Es leiten jeweils zwei Dioden, die beiden anderen sperren.

Starte am Pluspol und folge nur Dioden, deren Dreieck in deine Laufrichtung zeigt.

Halbwelle 1: über D1 nach oben, durch R nach unten, über D4 zurück. Halbwelle 2: über D2, durch R, über D3 zurück.

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. Werte das Netzteil Schritt für Schritt aus.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.

Scheitelwert Û der Trafospannung? V
Spannung am geladenen Kondensator (Û minus Diodenverlust)? V
Wie viele Impulse pro Sekunde liefert der Gleichrichter? Impulse
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.

Erst Û, dann die Spannung am Kondensator, dann die Impulszahl und zuletzt das Brummen.

U ≈ Û − 1,4 V; ΔU = I · t / C mit t = 10 ms = 0,01 s und C = 2200 µF = 0,0022 F.

Was zeigt das Oszilloskop wo?

AFB IIMix

Ein Oszilloskop wird nacheinander an verschiedene Stellen eines Netzteils gehalten. Ordne jedes Schirmbild der richtigen Spannungsart zu.

Setze in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.

Messstelle	Wechselspannung	pulsierende Gleichspannung	Gleichspannung mit Brummen	glatte Gleichspannung
an der Steckdose
an den beiden Ausgängen des Trafos
am Lastwiderstand, Kondensator ausgebaut
am Lastwiderstand mit Kondensator
hinter dem Spannungsregler
am Lastwiderstand ohne Kondensator, eine Diode unterbrochen

Erst hinter der Brücke wird aus Wechselspannung eine Gleichspannung; mit nur drei intakten Dioden bleibt eine pulsierende Einweg-Gleichspannung. Ganz glatt wird sie erst durch den Regler.

Gehe die Stufen der Reihe nach durch: Trafo, Brücke, Kondensator, Regler.

Vor der Brücke ist alles Wechselspannung; ohne Kondensator pulsiert es, mit Kondensator brummt es nur noch.