Update: Physikalische Grundlagen

In der Elektronik spielen Widerstände eine sehr große Rolle. Neben den klassischen Widerständen hat jedes andere Bauteil einen Widerstandswert, der Einfluss auf Spannungen und Ströme in Schaltungen nimmt.
Die elektrische Spannung U gibt an, wie viel Energie notwendig ist, um diesen Unterschied der Elektronenmenge zu erreichen.
Mathematisch gesehen ist die elektrische Leistung das Produkt aus Spannung und Strom.


UPDATE: Pullup-, Pulldown-Widerstand und Massnahmen zur Entstörung bei langer Leitung

Das Titelbild – nur zu sehen auf der ELKO-Hauptseite und nicht im Newsletter – kündet es an wie vielseitig dieser überarbeitete und leicht erweiterte Elektronik-Minikurs ist. Das zentrale Thema ist der Pullup- und Pulldown-Widerstand. Man begegnet diesen Widerständen stets dann, wenn Eingänge in logischen Schaltkreisen von Tastern, Schaltern oder Transistoren gesteuert werden. Das betrifft einzelne IC-Gatter, Flipflops, Zähler, Schieberegister bis hin zu komplexen programmierbaren digitalen ICs.

Die stets wiederkehrende Frage im ELKO-Forum ist die der Grösse der Pullup- und Pulldown-Widerstände. Während diese Frage für CMOS-ICs leicht zu beantworten ist, ist dies bei den älteren und heute kaum mehr gebräuchlichen TTL-ICs überhaupt nicht der Fall. Trotzdem wird diese Situation genau erklärt, u.a. weil der Elektronik-Azubi auch das TTL-Prinzip während seiner Ausbildung kennenlernt. Und weil bei den damals moderneren TTL-ICs Schottky-Transistoren zum Einsatz kommen, wird auch das Prinzip dieses Transistors erklärt und was ihn denn besonders schnell macht.

Das Kapitel STÖRSICHERE GATE-EINGANGSSCHALTUNG EINES CMOS-IC beschreibt was man tun sollte, wenn ein Taster oder Schalter weit weg entfernt ist von der logischen CMOS-Schaltung, wenn man kein abgeschirmtes Kabel einsetzen will. Ein weiteres Thema widmet sich dem Batteriebetrieb von CMOS-Schaltungen und auf was es da bei Pullup- und Pulldown-Widerständen ankommt, um nicht unnötig Batterieleistung zu verbrauchen.

Das Kapitel UNBENUTZTE LOGIK-EINGÄNGE ist neu und war auch der Auslöser diesem Elektronik-Minikurs ein Update zu verpassen. Die Anregung dazu entstand aus einer Diskussion im ELKO-Forum.

Viel Spass und Nutzen wünscht
Euer ELKO-Thomas


Widerstand messen

Es gibt mehrere Methoden, um einen Widerstandswert zu ermitteln. Man unterscheidet zwischen der indirekten und direkten Widerstandsmessung. Die indirekte Widerstandsmessung ist eine Messung mit anschließender Berechnung. Die direkte Widerstandsmessung ist die übliche Messmethode in einem Messgerät, bei der der Widerstandswert abgelesen werden kann oder angezeigt wird.


Potentiometer

Das Potentiometer ist eine elektronisches Bauelement zur Positionsbestimmung. Diese Position lässt sich elektronisch Auswerten oder zur Einstellung von Spannung und Strom nutzen. Es ist kostengünstig herzustellen, abhängig von der Bauform relativ genau und in kleinsten Bauformen erhältlich. Wegen der Kontaktierung (Schleifer) ist die Lebensdauer und Zuverlässigkeit jedoch eingeschränkt.


Memristor

Im Jahr 1971 hat der Berkeley-Professor Leon Chua festgestellt, dass es neben Widerstand, Spule und Kondensator ein viertes passives Bauelement geben muss. Im Formelraum zwischen Strom, Spannung, Ladung und magnetischen Fluss fehlte ein passives Element, das Ladung und magnetischen Fluss verbindet. Chua hat es als Memristor bezeichnet.