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Diode und Gleichrichter — einfach erklärt

Oft auch gesucht als: Brückengleichrichter · Diode Durchlassspannung

Eine Diode lässt Strom nur in eine Richtung durch. Aus dieser einen Eigenschaft wird alles gebaut, was aus Wechselspannung Gleichspannung macht.

Diode und Gleichrichter jetzt üben Kostenlos, ohne Anmeldung · die Lösung sagen? Könnte jeder

Was dich hier erwartet

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Erklärt von ganz vorn Ohne Vorwissen, ein Satz nach dem anderen. Wer es schon kann, überspringt es.
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Nicht vorgesagt, sondern gefragt Du bekommst Fragen, die dich hinführen. Abschreiben geht hier nicht — verstehen schon.
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Was hakt, kommt wieder Nach einem Tag, nach drei Tagen, nach einer Woche. So lange, bis es sitzt.

So sieht das beim Üben aus

Eine echte Aufgabe aus diesem Thema. Du bekommst sie nicht vorgerechnet — du wirst hingeführt.

Die Aufgabe

Eine rote LED mit 2 V Durchlassspannung soll mit 15 mA an 5 V betrieben werden.
Wie groß muss der Vorwiderstand sein, in Ω?

Erste Frage an dich

Wie viel Spannung bleibt für den Widerstand übrig?

3 V
5 V
2 V

Danach kommen 2 weitere Fragen — und am Schluss schreibst du die Antwort selbst hin. Wenn du nicht weiterweißt, gibt es einen Tipp: Die LED nimmt ihre Durchlassspannung, der Rest fällt am Widerstand ab.

Diode und Gleichrichter von ganz vorn

Ein Satz nach dem anderen, ohne Vorwissen.

Eine Diode ist ein Ventil für Strom. In die eine Richtung lässt sie durch, in die andere sperrt sie.

Sie hat zwei Anschlüsse: die Anode und die Kathode. Der Ring auf dem Gehäuse markiert die Kathode.

Liegt die Anode am Plus, leitet die Diode. Das nennt man Durchlassrichtung.

Liegt die Kathode am Plus, sperrt sie. Das ist die Sperrrichtung.

Auch in Durchlassrichtung ist die Diode nicht widerstandslos: Bei Silizium fallen etwa 0,7 V an ihr ab.

Mit einer einzelnen Diode kannst du eine Halbwelle der Wechselspannung abschneiden — das ist ein Einweggleichrichter.

Vier Dioden in einer Brücke nutzen beide Halbwellen. Das ist der Brückengleichrichter, und er ist der Normalfall.

Hinter dem Gleichrichter sitzt ein Kondensator, der die Lücken auffüllt und die Spannung glättet.

Dieser Kondensator lädt sich auf den Spitzenwert auf. Der ist das 1,41-fache des Effektivwerts.

Bei einer LED begrenzt immer ein Vorwiderstand den Strom. Die LED selbst tut das nicht.

Wozu man das braucht

Schritt für Schritt

  1. Kläre die Richtung: Liegt die Anode am Plus, leitet die Diode.
  2. Rechne mit dem Spannungsabfall: bei Silizium rund 0,7 V, bei Schottky rund 0,3 V.
  3. Beim Gleichrichter zuerst den Spitzenwert bilden: Effektivwert mal 1,41.
  4. Davon den Abfall der Dioden abziehen — beim Brückengleichrichter zweimal 0,7 V.
  5. Für den Vorwiderstand einer LED: Restspannung durch gewünschten Strom.
  6. Sperrspannung prüfen: Die Diode muss die Spitzenspannung aushalten, nicht nur den Effektivwert.

Ein durchgerechnetes Beispiel

Aufgabe: Eine rote LED (2 V) soll mit 20 mA an 12 V laufen. Wie groß ist der Vorwiderstand?

  1. Restspannung: 12 V − 2 V = 10 V
  2. Strom in Ampere: 20 mA = 0,02 A
  3. R = 10 V : 0,02 A

Ergebnis: 500 Ω — genommen wird der nächste Normwert, 470 Ω

Die häufigsten Fehler

Mit dem Effektivwert statt dem Spitzenwert gerechnetDer Ladekondensator lädt sich auf den Spitzenwert auf. Aus 12 V Wechselspannung werden rund 17 V Gleichspannung, nicht 12 V.
LED ohne Vorwiderstand angeschlossenEine LED begrenzt ihren Strom nicht selbst. Ohne Vorwiderstand zieht sie, bis sie durchbrennt — meist in Sekundenbruchteilen.
Beim Brückengleichrichter nur einmal 0,7 V abgezogenDer Strom fließt immer durch zwei Dioden gleichzeitig. Es sind also 1,4 V, nicht 0,7 V.
Kathode und Anode verwechseltDer Ring auf dem Gehäuse markiert die Kathode — die Seite, die zum Minus zeigt. Falsch herum leitet gar nichts.

Dioden und ihre Werte

BauteilDurchlassspannungWofür
Silizium-Diode≈ 0,7 VStandard, Gleichrichter, Freilauf
Schottky-Diode≈ 0,3 Vschnelle Schaltungen, wenig Verlust
Germanium-Diode≈ 0,3 Valt, kaum noch verwendet
LED rot≈ 1,8 bis 2,0 VAnzeige
LED gelb / grün≈ 2,0 bis 2,2 VAnzeige
LED blau / weiß≈ 3,0 bis 3,4 VAnzeige, Beleuchtung
Z-Diodeje nach TypSpannung stabilisieren, arbeitet in Sperrrichtung

Die Werte sind Anhaltspunkte. Der genaue Wert steht im Datenblatt und hängt vom Strom ab.

Zum Ansehen

Durchlassrichtung + − Strom fließt Sperrrichtung − + kein Strom Der Strich ist die Kathode — dort sitzt der Ring. Ring = Kathode

Wörter, die man kennen muss

AnodeDer Anschluss, der zum Plus zeigt, damit die Diode leitet.
KathodeDer Anschluss mit dem Ring, zeigt zum Minus.
DurchlassspannungWas in Durchlassrichtung an der Diode abfällt — bei Silizium rund 0,7 V.
SperrspannungDie Spannung, die die Diode in Sperrrichtung aushalten muss.
BrückengleichrichterVier Dioden, die beide Halbwellen nutzen.
LadekondensatorGlättet die gleichgerichtete Spannung.

Das Wichtigste in Kürze

  • Anode am Plus heißt Durchlass, Kathode am Plus heißt Sperren.
  • Der Ring markiert die Kathode.
  • Silizium: rund 0,7 V Durchlassspannung.
  • Spitzenwert = Effektivwert · 1,41.
  • Brückengleichrichter: zwei Dioden im Strompfad, also 1,4 V Abfall.
  • LED nie ohne Vorwiderstand betreiben.

Vorwiderstand für eine LED — zum Ausprobieren

Zieh Betriebsspannung, LED-Farbe und Strom. Der Widerstand ergibt sich daraus.

Das Modell zum Schieben steht in der App — dort siehst du sofort, was sich ändert, wenn du an einem Wert drehst.

Modell ausprobieren

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