Guten Abend! Seit ein paar Tagen beschäftige ich mich mit der Konstantstromquelle und habe diverse Seiten durchforstet, aber nicht die richtige Antwort auf meine Fragen gefunden, bzw. es war zu viel Fachchinesisch. Ich habe mich für diese Schaltung (siehe Anhang) entschieden, da ich die benötigten Bauteile bei mir liegen habe und möchte deshalb auch nicht die Schaltung wechseln, sondern diese komplett verstehen und verwenden möchte. Ich verwende ein Betriebsspannung von 5 Volt. Zunächst geht es mir um den Widerstand R2 und habe einen kleinen Versuch durchgeführt (siehe Anhang) und herausgefunden, dass der Spannungsabfall stehts etwa 0,59 Volt beträgt - egal wie groß der IL oder R2 ist. Mit diesen Versuch wollte ich herausfinden, wie sich IL zum Widerstand R2 verhält. Sprich: Welchen Widerstand muss ich einsetzen, damit ein bestimmter Strom fließt. Natürlich könnte ich 0,59 Volt als Konstante verwenden, aber schlauer und zu frieden wäre ich dann nicht ;-) Dann wollte ich noch herausfinden, wie groß R1 sein sollte. Dazu habe ich zunächst den empfohlenen Widerstand 10KOhm eingestzt, damit ich die Gesetzmäßigkeiten zwischen R2 und IL herausfinden kann. Ich vermute, dass ich auch noch die Eigenschaften der Transistoren - ich habe welche des Types BC 140-10 verwendet - berücksichtigt werden müssen. Zu guter Letzt (oder sollte man das am Anfang klären?!) möchte ich genau wissen, wie diese Schaltung funktioniert. Wo z.B. fällt die Spannung ab, damit der Lastbereich auf einer bestimmten Stromstärke gehalten wird? Ich hoffe, das ihr meine Probleme versteht und mir etwas weiterhelfen könnt. Vielen Dank im Voraus, Jue
Hallo Jue, die einfachste Möglichkeit ist das aber nicht eine Konstantstromquelle zu basteln. Falls dies nicht nur eine Übungsaufgabe für Schule/Studium ist und du wirklich eine Konstantstromquelle für deine Anwendung brauchst, so suche mal nach LM334. Ganz tolles und präzises IC. Für mehr Strom hätte ich auch andere Vorschläge. Zu deiner Schaltung: U_R2 ist ziemlich konstant 0,6V; dies ist die Basis-Emitterspannung des Transistors T1. Somit beträgt dein Laststrom IL= 0,6V/R2; Dies gilt aber nur bis du mit R-Last die maximale Bürde erreichst. Gruß Bob
Du willst die Schaltung verstehen? Dann ersetze mal T2 durch eine Z-Diode. Wenn du das verstanden hast, dürftest du auch diese Schaltung verstehen. ...
Auch für den Fall, dass es sich hier um eine Hausaufgabe handelt: Die Basis Emitterspannung eines Silizium Transistor ist ziemlich konstant und beträgt so um die 0,6V (Sie ist natürlich nicht konstant sondern ändert sich um ca. -2mV/°C, aber wir gehen mal davon aus, dass sie konstant sei.) Der Konstantstrom beträgt dann: I = 0,6V/R2 Warum: Wenn der Strom größer wird, steigt die Basis Emitterspannung von T2 an und T2 wird leitender. Damit zieht er aber T1 den Basisstrom weg, so dass dieser weniger leitend wird. Dadurch sinkt der Kollektor- und damit auch Emitterstrom von T1, was einen kleineren Spannungsabfall an R2 zur Folge hat. Kleine Spannung an R2 bedeutet, dass T2 weniger leitend wird und somit wieder T1 mehr Basisstrom erhält und leitender wird. Die ganze Sache läuft natürlich so schnell ab, dass sich ein konstanter Strom nach der Formel 0,6V/R2 einstellt. Wenn du nun die Eingangsspannung z.B. von 5V auf 20V erhöhst, so erhöht sich die Kollektor - Emitterspannung von T1. Die Spannung an R2 und an T2 und vor allem am Lastwiderstand bleibt nahezu unverändert. Wie groß muss R1 sein: Das hängt von deinem gewünschten Konstantstrom ab. Angenommen der Konstantstrom soll 20 mA betragen und deine minimal Betriebsspannung beträgt 5V so muss R1 den Basisstrom für T1 liefern. Dieser dürfte aber weit kleiner als der Kollektrostrom von T2 sein, den man in diesem Fall z.B. mit 1 mA ansetzen könnte. Somit ergibt sich für R1 = (UB -2*UBE)/1mA also so um die 3,3kOhm. Es geht aber auch mit 1kOhm und 10 kOhm. Es geht nicht mit 100MOhm und auch nicht mehr so toll mit 100 Ohm. So, Hausaufgaben gemacht. Morgen steht hier aber die Note die du bekommen hast. Und falls die Hausaufgaben hier zu spät kommen: Nachsitzen.
Hallo alle zusammen! @Hausaufgaben: Danke für die gute Erklärung! Sie hat mir einen guten Ein- / Überblick geben, aber ich muss dich leider enttäuschen: Ich habe ich keine Note für deinen wertvollen Text bekommen, weil dies hier keine Hausaufgaben waren. Im Physikunterricht behandeln wir grade ein ganz anderes Thema: Kinematik (auch ein interessantes Thema, aber längst nicht so interessant, wie die Elektrizitätslehre :-D ). Ja, ich gebe ja zu: Die Aufgabenstellung hat sehr nach Hausaufgabe gerochen, aber diese Art von Fragenstellung ist - denk ich jedenfals - ziemlich verständlich und führt nicht so schnell zu Missverständnissen. Die Frage war wirklich aus (wachsendem) Interesse gestellt! Die Variante mit der Z-Diode ist mir in den letzten Tagen auch öfters unter die Augen gekommen. Weil ich aber auch etwas Praxis haben wollte, musste ich mich für diese Schaltung mit dem Stromspiegel entscheiden, weil ich die Transistoren und die Widerstände noch liegen habe. @Klaus: Vielen Dank für den Tipp! Hab grad mal Tante Google gefragt, die hat mir soviel zusagen gehabt, dass ich das alles noch nicht durchackern konnte. Wenn dazu noch Fragen aufkommen, wende ich mich vertrauensvoll an auch ... wenn ich das darf?! ;-) Nochmal Danke, Jue
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