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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Triac-Frage


Autor: Sebastian (Gast)
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Hi,

ich habe mal eine knifflige Triac-Frage. Und zwar wundere ich mich
gerade, dass meine eigene Schaltung funktioniert. ;-) Es geht um diesen
Dimmer, der einen Triac (TIC216D) benutzt:

http://mathar.com/bilder/moc_tic.gif

Dass der so (wie gezeichnet) klappt, ist OK. Aber ich frage mich, wieso
der auch klappt, wenn man L1 und N vertauscht. Eigentlich muss der
rechte 470-Ohm-Widerstand doch an L1 liegen, damit darüber ein Strom
fließen kann, wenn der MOC durchschaltet. Daraufhin wird ja der TIC216
gezündet. Aber wenn dort jetzt N läge, kann ja kein Strom mehr fließen.
Naja, zumindest kann kein Strom aus N rauskommen, der den TIC216 zünden
könnte. Wieso also klappt die Schaltung trotzdem, egal wo L1 und N
angeschlossen sind? grübel

Autor: Björn (Gast)
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ich frage mich, woher die Schaltung wissen soll welcher der beiden
Leitungen L1 und welcher N ist?

Autor: Hubert.G (Gast)
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Vieleicht weil das ganze Wechselspannung ist ? Nach deiner Ansicht wäre
es dann nur die halbe Zeit falsch.
Der Triac zündet mit positiven und negativen Impulsen.

Autor: Sebastian (Gast)
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@Björn: Sie weiss es ja nicht. Und sie klappt trotzdem.

@Hubert: Jaja, klar, das ist schon Wechselspannung. Aber die
(Wechsel-)spannung liegt ja nur auf L1, nicht auf N. Der Neutralleiter
ist ja nur der "Rückleiter", spannungsführend ist nur L1. Insofern
können mMn am Triac ja gar keine Impulse ankommen. Jedenfalls nicht am
Gate.

Autor: Hubert.G (Gast)
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@Sebastian
Das mit dem Neutral und Rückleiter siehst du in dem Zusammenhang
falsch.
Im Einphasen-Netz gibts den Unterschied nur auf den Bezugspunkt Erde.
In deiner Schaltung sind beide gleichwertig.

Autor: Volker M. (Gast)
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Hallo Sebastian,

"spannungsführend ist nur der L1 und nicht N"
Das ist allerdings nur richtig wenn du das auf PE (Erde) beziehst.
Deine Schaltung sieht allerdings nur die reine Wechselspannung.
Mit einem Multimeter mißt du ja auch 230V egal wie herum.
Hoffe es ist nun klar.

Gruß Volker

Autor: Sebastian (Gast)
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@Hubert: Nee, das siehst du leider falsch. Ein Einphasennetz entsteht ja
auch nur daraus, dass irgendwo im Keller L1, L2 und L3 getrennt auf die
Steckdosen verteilt werden. Und die 230V bestehen zwar auch zwischen L1
und dem Schutzleiter (PE), ein Stromfluss darüber entspricht aber nicht
dem normalen Betriebsfall. "Normal" ist, dass ich zwischen L1 und N,
L2 und N und L3 und N jeweils 230V habe (Strangspannungen) und zwischen
L1 und L2, L2 und L3 und L3 und L1 400V (Leiterspannungen). Die beiden
Leiter sind also keinesfalls gleichwertig! Einer ist eben L1 (oder L2
oder L4, je nachdem, in welchem Raum ich mich befinde), der andere ist
der Sternpunktleiter (Neutralleiter, N).

@Volker: Nein, leider ist immer noch nix klar. :-( Die Schaltung an
sich sieht die 230V, klar. Aber es geht mir eben um den Stromfluss
in's Gate des Triacs rein, und den kann ich mir irgendwie so nicht
erklären. Der Neutralleiter ist definitiv ein Neutralleiter und
keinesfalls gleichwertig mit einem Aussenleiter.

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Hallo Sebastian!
Schließe mal spaßeshalber einen Oszi über einen entsprechenden
Spannungsteiler an die Netzspannung an. ...und dann drehe mal
die Strippen von L1 und N am Oszieingang um.

Was ändert sich am Bild? Nichts! Die Frage ist doch nur:Was ist der
Bezugspunkt?

Mfg Paul

P.S.

Grau ist alle Theorie,
wenn's gehen soll und geht doch nie!

Praxis ist- jetzt frag nicht dumm,
wenn's geht und keiner weiß, warum!

Autor: Björn (Gast)
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Das war eine rhetorische Frage! Hat aber wohl nicht zum nachdenken
angeregt.

Spannungsführend is ja auch relativ ungenau. Besser wäre stromführend
und das is sowohl L1 als auch N. Und dann fließt eine Halbwelle der
Strom von L1 nach N und die nächste Halbwelle von N nach L1. Das kannst
du jetzt abstreiten so lange du willst, deine Behauptung wird dadurch
nicht richtiger.
Ich könnte ja noch die Frage verstehen, warum die Schaltung überhaupt
mit Wechselspannung funktioniert. Aber nicht, warum sie mit beiden
"Polungen" läuft.

Nichts für Ungut. :-)

Autor: Hubert.G (Gast)
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@Sebastian
Du kannst im Einphasennetz nicht mit dem Mehrphasennetz argumentieren.
Im Einphasennetz muss was auf einem Leiter kommt auf dem anderen
zurück, da es Wechselspannung ist eben Wechselweise. Den Unterschied
zwischen den beiden Leitern erkennst du nur durch einen zusätzlichen
Bezugspunkt z.B. PE.

Autor: Sebastian (Gast)
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@Björn: Wie die Schaltung mit der positiven Halbwelle klappt, ist mir
klar. :-) Und klar, stromführend sind natürlich beide. Aber ich denke,
man kann schon ziemlich genau sagen, dass nur L1 spannungsführend ist
und N nicht. Pack einfach mal in die Steckdose. Fifty-Fifty, dass nix
passiert. ;-) Und es FLIESST ja eben nix, solange der Triac sperrt!
Genau das ist der Punkt, der mich irritiert. Es liegt nur an einem Ende
des Triacs das hohe Potential an, und es fliesst KEIN Strom, solange der
Triac noch sperrt. Deine Einwände zum STROMfluss sind also zweifelsfrei
richtig, aber hier ziemlich irrelevant, weil vor dem Zünden der
Halbwelle ja nix fliesst (ich wiederhole mich ;-) ).

Autor: tobias hofer (Gast)
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hallo sebastian

strom fliesst immer wenn du zwei verschieden potentiale hast. in deiner
schaltung wenn du L1 an L1 und N an N anschliesst, hast du zwischen gate
des triac und "N" dessen ein spannungspotential das einen stromfluss
und somit das zünden des triac zur folge hat. vertauschst du nun L1 und
N hast du ebenfalls ein potential das einen stromfluss zur folge hat und
dein thyristor zündet.

tobias

Autor: Volker M. (Gast)
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@Sebastian

du schreibst, dass nur L1 spannungsführend ist.

Das ist soweit auch richtig aber nur auf N und PE bezogen.
Der N-Leiter ist nur gegen PE nicht "spannungsführend"
Wie auch wenn se irgenwo gebrückt sind.

Wichtig: Wenn jetzt aber L1 gegen N "spannungsführend ist" folgt im
Umkehrschluß, dass auch N gegen L "spannungsführend ist"
Wenn dem nicht so wäre, würde man mit einem Multimeter ja
nur mit einer Polung was messen.

Achtung: Aussagen sind evt. elektrotechnisch nicht ganz korrekt,
sollen nur zur Veranschaulichung des Problems führen.

Autor: Volker M. (Gast)
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nochmal so:

wenn du zwischen L1 und N eine Potentialdifferenz hast dann
hast du die auch zwischen N und L1
Und da es Wechselspannung ist, ist auch die Polarität egal.

Volker

Autor: Rico (Gast)
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Hallo,

hab jetzt auchmal ne Frage, stimmt das was Sebastian da gesagt hat,
dass meine Chance 50% ist wenn ich in die Steckdose greife?
Ich dachte immer es ist völlig egal welchen der beiden Pole man
berührt, man bekommt so oder so einen Schalg.

Autor: leo9 (Gast)
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@Rico:
mathematisch sinds 50%, nach Murphy werdens aber etwa 90% für die Phase
sein. Nimm vorher einen Phasenprüfer (Schraubenzieher mit Glimmlampe)
und teste bevor du hingreifst ;-)

grüee leo9

Autor: Sebastian (Gast)
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@Rico:  DAS WAR NATÜRLICH EIN WITZ! Hier packt niemand in Steckdosen!!!
Das ist lebensgefährlich. Mathemathisch sind es in der Tat 50%, aber
wie leo9 schon sagte: Murphy trifft immer ziemlich genau. ;-)

Also noch mal: Spannungsprüfer oder Multimeter, KEINESFALLS MIT DEM
FINGERN!

Autor: Andreas Jäger (Gast)
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@Sebastian:

Zwischen L1 und N: 230V Wechselspannung
Zwischen L1 und PE: 230V Wechelspannung (PE = "Erde" im Volksmund)
Zwischen N und PE: keine Spannung (bei korrekter Installation), daher
auch kein "Stromschlag", wenn Du an "N" anfasst.

Liegt zwischen zwei Leitern eine Wechselspannung (hier L1 und N), sind
diese gleichwertig, d. h. sie können vertauscht werden. Wechselspannung
bedeutet ja, dass die Polarität wechselt, d. h., dass das prinzipiell
wie eine Gleichspannung ist, bei der du die Leiter ständig schnell
vertauscht. Ergo ist es völlig egal, wie Du sie anschliesst, da ja die
Spannung sowieso wechselt.

Da Du diese Zusammenhänge nicht vollständig verstanden hast: FINGER WEG
VOM NETZ.

Andreas

Autor: Sebastian (Gast)
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Ähh, Andreas: Erst lesen, dann posten. ;-) Mir ist der Unterschied
zwischen L1, N und PE durchaus geläufig. Du scheinst den Thread bzw.
meine Frage nicht wirklich verstanden zu haben ... ZWISCHEN L1 und N
herrscht natürlich eine Wechselspannung, das Potential wird jedoch von
L1 vorgegeben, nicht von N! Insofern wundert es mich ja, wie der Triac
funktionieren kann. Aber ich denke, ich lese mir einfach noch mal den
Tietze-Schenk durch. Da steht sicherlich drin, wie das genau mit den
Dotierungen im Triac aussieht ...

Und zwischen N und PE hast du auch nur genau dann keine Spannung, wenn
du z.B. ein TN-C-Netz hast (denn nur da hast du ja den PEN-Leiter).
Beim IT-Netz sieht das ganze schon wieder anders aus. Oder denk nur mal
an eine Sternpunktverschiebung aufgrund einer unsymmetrischen Belastung
im Dreiphasensystem etc. ...

Autor: Andreas Jäger (Gast)
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"[...] das Potential wird jedoch von L1 vorgegeben, nicht von N!
Insofern wundert es mich ja, wie der Triac funktionieren kann[...]"

Aber genau das ist es: Es gibt ein Potential zwischen L1 und PE und
eines zwischen L1 und N. Der Triac liegt zwischen L1 und N. Von dem
Potential L1-PE "sieht" er doch gar nichts. Und da zwischen L1 und N
Wechselspannung anliegt, ist die Polarität völlig egal. PE ist doch in
der Schaltung überhaupt nicht vorhanden, also ist auch das Potential
L1-PE völlig irrelevant.

Andreas

Autor: Leopold Stockinger (Gast)
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@sebastian
du brauchst gar nicht im tietze-schenk nachlesen bei den dotierungen!
DAS SIND GANZ EINFACH ELEKTROTECHNISCHE GRUNDLAGEN!
du kannst ja ruhig zugeben, dass du es anfangs nicht verstanden hast,
aber nicht jetzt ständig versuchen, dich im recht zu behaupten!
mfg leo

Autor: Profi (Gast)
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zuerst habe ich den ganzen Thread gelesen, ohne das Bild gesehen zu
haben, und ich dachte mir, mensch Sebastian, hast Du ein Brett vor dem
Kopf?
Aber jetzt, wo ich das Bild sah, muss ich die anderen diese Frage
stellen.

So wie die Schaltung gezeichnet ist, dürfte sie nicht gehen, weil die
Gate-Spannung Bezug zur Kathode hat. Wenn der MOC mit Gate und
Kathode verbunden ist, kann normalerweise kein Strom fließen.

Ich glaube, Seb. meint, warum geht es, wenn ich den MOC mit dem 470R
auf der einen Seite mit dem Gate, und die andere Seite mal mit der
Anode und mal mit der Kathode des Triaks verbinde.

Das verstehe ich auch nicht ganz. Ist der Triak noch einwandfrei, oder
hat er schonmal einen Kurzschluß miterlebt?

Beim Triak heißt es natürlich nicht Katode und Anode, aber ihr wißt
schon, was ich meine. Aber K1 und K2 kann man leicht verwechseln.

Aber Seb, kann es sein, dass Du (Kathode und Anode) oder (Anode und
Gate) vertauscht hast, lustigerweise funktioniert das nämlich auch,
zumindest bei kleineren Lastströmen. Schau nochmal im Datenblatt genau
nach.

Richtigerweise ist der MOC zwischen Anode und Gate. Und Anode ist doch
K2, wenn ich mich recht erinnere.

Autor: Läubi (Gast)
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Kanste ganz einfach testen: Nimm dir ne Schreibtischlampe, steck se in
die Steckdose: Funktioniert (heile Birne vorrausgesezt),  und jezt der
Clou: Stecker umdrehen... und OH WUNDER es geht noch immer...

Autor: Sebastian (Gast)
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@Leopold: Vergiss es einfach ... ;-)

@Profi: Ja, wir nähern uns dem Problem. An den Unterschied zwischen K1
und K2 hatte ich noch gar nicht gedacht ... Also die Schaltung
funktioniert so wie gezeichnet auf jeden Fall. Der Laststrom ist einige
Ampere (500W-Lampe, rein ohmsch) und der Triac sollte auch noch OK sein.
Er dimmt jedenfall noch einwandfrei und die angeschnittenen Halbwellen
sehen auf dem Scope auch sauber aus. Ich glaube, ich werde in meine
Potentialüberlegungen mit L1 und N auch mal K1 und K2 mit einbeziehen
... ;-)

Autor: Profi (Gast)
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Ich würde vorschlagen:
Pin 1   K1  auf N
Pin 2   K2  über Rlast auf L1
Pin 3   G   über R2 und MOC auf Pin 2

Wie hast Du die Pins 1-3 angeschlossen?
Auf dem Bild kann ich nichts erkennen.

Autor: Sebastian (Gast)
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Ich habe das Ding in der Grabbelkiste, muss ich gleich mal nachgucken
... Aber ich bin mir 99% sicher, es genau so angeschlossen zu haben.

> Pin 1   K1  auf N
> Pin 2   K2  über Rlast auf L1

Was sollte denn passieren, wenn ich die beiden nun tausche? Also

Pin 1   K1  auf L1
Pin 2   K2  über Rlast auf N

Das war ja meine Ursprungsfrage ... Die Schaltung funktioniert dann
immer noch. Aber wieso? Direx hat im DMX-Thread was zu den Zündungen in
den verschiedenen Quadranten geschrieben. Invertiere ich dadurch einfach
nur die Phase und der Triac zündet immer noch, aber "nicht so gerne"
;-) (wie Direx es formulierte).

Autor: Profi (Gast)
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Deine Frage verwirrt mich estwas. Es kommt darauf an, wo Du das Gate
anschließt.
Wo L1 und N angeschlossen werden, ist wirklich egal, da der Strom
zwischen Pin 1 (MT1) und 3 (G)  das Zünden verursacht, und der hängt
nicht davon ab, wo und wierum Du N und L1 anschließt.

Bei http://www.trikve.sk/gensite/store/tic225.pdf
gibt es ausführlicheres Datenblatt.
Siehe S. 2 Gate Trigger Current vs. Temperature
Dort siehst Du die nötigen Triggerströme in den 4 Quadranten.

Ich denke gleiche Phase = 1.Quadrant (++ im Diagramm).

Versuche mal einen 100R zwischen G und K1, zündet er dann immer noch?

Oder messe mal (evtl. mit dem Oszi) die Spannung zwischen den beiden
äußeren Pins. Die sollte null sein, wenn nicht, ist der Triac defekt
oder falsch angeschlossen.

Der o.g. Effekt ist, wenn Du G und K1 vertauschst, also an G N und an
K1 den Zündimpuls, dann geht das erst auchmal, da aber der Laststrom
über das Gate fließt, wird es das nicht lange mitmachen.
(Peak Gate Current ist +- 1A (S.1)
Außerdem ist dann die "Zündung" gegenphasig.

Autor: D. Conradin (Gast)
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@Paul

Das mit dem Ausprobieren mit dem Oszi halte ich für keine schlaue Idee,
da die meisten Oszis geerdet sind.

Gruss, Detlef

Autor: Sebastian (Gast)
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> Wo L1 und N angeschlossen werden, ist wirklich egal, da der Strom
> zwischen Pin 1 (MT1) und 3 (G)  das Zünden verursacht, und der hängt
> nicht davon ab, wo und wierum Du N und L1 anschließt.

Aaah. Ich glaube, ich hab's. Es ist also egal, wo ich L1 und wo ich N
anschließe, da der Triac laut Datenblatt mit positivem UND negativem
Gate-Current gleichermaßen "gut" zündet, da ja, egal wie ich L1 und N
anschließe, der Strom durch das Gate und MT1 sowie die Spannung über
Gate und MT1 gleichphasig sind. Ich zünde also somit IMMER im 1.
Quadranten. Um in anderen Quadranten zu zünden, bringt es nix, L1 und N
zu tauschen. Dazu müsste ich den Gateanschluss ändern (z.B. über einen R
an MT2 oder so?). Naja, was auch immer, besser wird es garantiert
niemals, denn die 1.-Quadranten-Zündung ist ja laut Datenblatt eh die
beste (geringster Gatestrom nötig).

Stimmt das? Wenn ja, dann war mein Denkfehler in der Funktionsweise des
Gates eines Triacs. Ich hatte mich daran festgebissen, dass der Strom ja
AUS L1 RAUS in das Gate zu MT1 fließen muss, aber der Triac verträgt
Ströme VON MT1 ZUM Gate hin wohl genauso?

Autor: crazy horse (Gast)
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stimmt wieder nicht so ganz - du arbeitest im 1. und 3. Quadranten, je
nach augenblicklicher Polarität der Wechselspannung (positive
Spannung-> positiver Gatestrom, negative Spannung -> negativer
Gatestrom). Das ist auch die übliche Betriebsweise für Triacs.
Soll nur eine Stromrichtung für den Starterstrom benutzt werden, nimmt
man negativen Strom, das heisst dann, Betrieb im 2. und 3. Quadranten.
Im 4. Quadranten (Hauptstrecke negativ, Starterstrecke positiv)
arbeiten viele Triacs überhaupt nicht, die, die funktionieren, brauchen
unverhältnismässig hohen Strom.
Lange Rede, kurzer Sinn: entweder Starterstrom gleiche Polarität wie
Haupstrecke oder immer negativer Starterstrom.

Autor: Christof Rieger (Gast)
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Hallo Sebastian,

da wir uns nach unserer letzten Begegnung ja wieder alle lieb haben
möchte ich meinen Senf auch noch dazu geben.

Eine Kleinigkeit passt noch nicht ganz. Das ist auch schon Profi
aufgefallen. Wenn du die Schaltung wirklich genauso aufgebaut hast wie
in deinem Bild so hast du wenn dein MOC öffnet das gleiche
Spannungspotential am Gate wie am MT1 so könnte niemals ein Strom durch
den Gate zum MT1 fliesen.

Wenn ich dem MT1 und den Gate auf gleiches Potential lege Trigger ein
Triac nicht. Habe ich schon ausprobiert.

Aus diesem Grund nehme ich an, dass du in deiner Zeichnung den MT1 und
MT2 gerade vertauscht hast aber dein Aufbau stimmt.

Dann Zündet dein Triac aus sicht des MT1 bei der Positiven Halbwelle
über dem MT2 im 1.Quadranten - (MT2 und Gate positiv gegen MT1). Bei
der negativen Halbwelle über dem MT2 im 3.Quadranten (MT2 und Gate
negativ gegen MT1).

Da deine Schaltung durch den MOG potentialfrei ist hat sie keinen bezug
zum Erdpotential und somit ist es dem Triac egal wo L1 und N
angeschlossen sind. Er sieht immer eine Wechselspannung von 230V
zwischen MT1 und MT2 (solange er noch nicht gezündet hat danach
"spürt" er nur noch den dazugehörigen Strom fliesen.)

Autor: Christof Rieger (Gast)
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crazy horse war schneller ;-)

Autor: Paul Baumann (Gast)
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@Detlef

Ich betreibe meinen alten EO174 über einen Trenntrafo. Da ist
der Kollege dann potentialfrei gegenüber dem Netz. Das ist zwar
nicht ganz "stubenrein" aber manchmal dringend erforderlich, um
etwas in Steuerungen sehen zu können, ohne dort drin herumzupfriemen.

MfG Paul

Autor: crazy horse (Gast)
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hochgradig gefährlich, sollte man hier nicht veröffentlichen. Zuhause
kann von mir aus jeder machen, was er will.
Kein Mensch (man ist je ein Gewohnheitstier) denkt daran, dass er bei
Berührung des Oszis richtig eine geschmettert bekommt - genau das
machst du aber, je nachdem, wo du die Masseklemme ansetzt und wo beim
Testobjekt Phase ist, steht das ganze Gehäuse voll unter Saft, ist
schon äusserst abenteurlich.
Richtig: nicht das Oszi, sondern das Testobjekt (und auch nur das) über
Trenntrafo betreiben.
Alles andere ist grob fahrlässig, nochmal drüber nachdenken!

Autor: Jürgen Ber´ger (Gast)
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oder noch beseer einen Differential Tastkopf benutzen

Jürgen

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Hallo Crazy Horse!
Sicher weiß ich, daß das nicht die Norm ist, aber wie gesagt:
Manchmal geht es nicht anders z.B. kann man eine ganze Produktionslinie
mit mehreren KW Leistungsaufnahme nicht über
einen Trenntrafo betreiben. Nur in außergewöhnlichen Fällen greife
ich zu solchen Maßnahmen. Übrigens gibt es industriell gefertigte
Oszis, die keinen Schutzleiteranschluß besitzen.

....außerdem bin ich auch im fortgeschrittenen Alter noch ein
vorsichtiges Kerlchen. :-)))

MfG Paul

Autor: Hallihallo (Gast)
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Kann sein dass es nicht mehr aktuell ist? Aber die Verwirrung kommt auch
davon dass das Symbol des Triacs nicht 100%ig dem Aufbau eines Elementes
entspricht. Vieleicht kann folgender Link noch etwas beitragen:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0411081.htm

MfG Waltraud

Autor: crazy horse (Gast)
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@Paul: ist ja auch in Ordnung, wenn man weiss, was man tut und was man
dabei zu beachten hat und wenn besondere Gründe keine andere Lösung
zulassen. Eine allgemeine Lösung ist das nicht.

Autor: Sebastian (Gast)
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@Waltraud: Danke, den Link kannte ich schon. Aber seit den Erklärungen
von Profi ist mir zumindest ansatzweise mein Denkfehler klar. Ich hatte
halt die vier Quadranten falsch intepretiert bzw. ganz vergessen, dass
es ja noch drei andere gibt. ;-)

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