Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Zenerstrom einer Diode berechnen


von Jonas F. (jonas18)


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Kann mir bitte jemand bei dieser Aufgabe helfen?

: Verschoben durch Moderator
von PC (Gast)


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9,888mA

von DaChris (Gast)


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24V-6.2V=17.8V
17.8V/1.8k=9.888mA
iz=9.888mA-400µA

ist das so schwer?

von gringo (Gast)


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Wieviel Spannung bleibt für den R162 übrig? Damit kann man den Strom 
über den Widerstand ausrechnen. Der fließt abzüglich des Basisstroms 
über die Z-Diode.

von F. F. (foldi)


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DaChris schrieb:
> ist das so schwer?

Für ihn wahrscheinlich.
Jonas wird wohl noch nicht so alt sein.
Ist ja nett, dass du ihm das vorgerechnet hast, wenn du dir nur den 
blöden Spruch gespart hättest.

von DaChris (Gast)


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Für das Forum, ist der Spruch ja noch relativ nett. Leider.

Aber ich sehe es heut zu tage immer mehr, die Leute wollen nicht mehr 
nachdenken. Die Lösung muss gleich da sein. Sich mal ein paar Minuten 
zeit nehmen und über ein Problem zu grübeln ist heute nicht mehr drin.

Dabei ist es doch ein Erfolgserlebnis wenn man sowas nach ein paar 
überlegungen selbst löst.

von Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)


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Jonas F. schrieb:
> Kann mir bitte jemand bei dieser Aufgabe helfen?

Auch wenn die Loesung schon gegeben ist. Warum schreibst Du nicht, was 
Dein Loesungsansatz war, und wo Du haengengeblieben bist?

von Teddy (Gast)


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Wie kann denn da ein Basisstrom von 400uA fließen, wenn an dem 
Widerstand R160 ca. 6,2V - 0,7V anliegen und dieser nur 56Ohm beträgt?

von Sebastian S. (amateur)


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400uA ?
Ich kann auch nicht erkennen, wo der Emitter gerade rumhängt.
Wird wohl nicht gerade 0V sein.

von GEKU (Gast)


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Die Frage ist welche Spannung (Arbeitspunkt) sich bei einem 
Vorwiderstand von 1,8k Ohm bei 24V einstellt. Es werden wahrscheinlich 
keine 6,2 V sein. Die  daraus resultierende Unsicherheit des Stroms 
durch die Zenerdiode wird größer als der Basisstrom sein. Somit macht es 
keinen Sinn, diesen in die Brechung einzubeziehen. Die Zenerspannung von 
6,2 V bezieht sich vermutlich auf 5 mA Zenerstrom. Damit wird bei einem 
fast doppelt so hohen Zenerstrom der Spannungsabfall an der Zenerdiode 
größer als 6,2 V sein.

von HildeK (Gast)


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Das ist zwar prinzipiell richtig, spielt aber bei einer solchen 
Übungsaufgabe keine Rolle.
Da ist per Definition die Z-Spannung eben 6.2V, ein Typ oder ein 
Datenblatt ist auch nicht gegeben - du verwirrst damit nur den TO.

von Jemand (Gast)


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Hallo

"24V-6.2V=17.8V
17.8V/1.8k=9.888mA
iz=9.888mA-400µA

ist das so schwer?"

So ausgeschrieben nicht, aber wie schon vor Jahrzehnten wird ja 
vorsätzlich versucht (und leider auch geschafft) den Schüler zu 
verwirren.

Der Widerstand an der Basis des Transistors, sowie der Transistor selbst 
wenn er denn schon Thema war, die weitere Zenerdiode ganz woanders in 
der Schaltung usw. verwirren und verunsichern nur - muss das sein, 
inbesondere weil das so eine typische Aufgabe ist die auch gerne in 
wichtigen Prüfungen vorkommt ? -Nein !
So ein mieses Lernkonzept gibt es aber nur da wo es um Noten und 
Bewertungen und letztendlich irgendwann um Abschlüsse geht.
Wenn es den tatsächlich um die Praxis und reale Schaltung gehen würde 
(was akzeptabel und sinnvoll wäre) müssten die Hinweise von GEKU 
beachtet und in der Aufgabenstellung erwähnt werden.
Wenn es nur um das Verständnis geht wie das Bauteil Z-Diode funktioniert 
würde eine Spannungsquelle der Widerstand und die erwähnung der 
"Belastung" mit 400µA der Z-Dioden Spannung vollkommen ausreichen.
Aber so:
Die gleiche hinterlistige Denkweise gegenüber den Schülern wie schon 
"immer" in der Ausbildung - egal ob direkt für eine bestimmten Beruf 
oder "nur" für einen bestimmten Fachabschluss oder sogar in der 
Allgemeinbildenden Schule.

Im Hobbybereich, bei Lernstoff für Leute die das aus Spaß an der Sache 
erlernen wollen geht es ohne diese miesen Fallstricke.
Und ja die "Ausbildungslernform" war auch vor mehr als 30ig Jahren mehr 
als mies.

Nebenbei die angeblich ach so einfachen Multiple Choice Tests sind (und 
waren) genauso mies - die falschen Antwortmöglichkeiten sind immer so 
ausgelegt das sie zu den typischen und "sinnvollen" Fehlermöglichkeiten 
passen (Formeldreher, Stromverlauf falsch ausgewertet, Blindstrom- mit 
irgendeinen anderen Scheinstrom verwechselt, Potenz gerne bei Strömen 
und Widerständen übersehen oder verwechselt...) und-dienen somit nur den 
Auswerten das Leben einfacher machen...

von Sven P. (Gast)


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Jemand schrieb:
> Die gleiche hinterlistige Denkweise gegenüber den Schülern wie schon
> "immer" in der Ausbildung - egal ob direkt für eine bestimmten Beruf
> oder "nur" für einen bestimmten Fachabschluss oder sogar in der
> Allgemeinbildenden Schule.

Vielleicht war das Lernziel ja in dieser Aufgabe, die Grundschaltung zu 
erkennen, und dann praxistaugliche Annahmen zur Berechnung des Stromes 
zu treffen...?

Eine dieser praxistauglichen Annahmen könnte z.B. sein, dass bei 
gegebener Unsicherheit der Z-Spannung der Basisstrom vernachlässigbar 
ist.

von Oh je (Gast)


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Für die ganz Schlauen hier die den Wald vor lauter Bäumen nicht sehen:
Der Basisstrom ist in der Aufgabenstellung genannt.
Nicht nur Bilder anguggen  sondern  auch mal den Text drüber lesen.

von GEKU (Gast)


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Oh je schrieb:
> Nicht nur Bilder anguggen  sondern  auch mal den Text drüber lesen.

DaChris schrieb:
> 24V-6.2V=17.8V
> 17.8V/1.8k=9.888mA
> iz=9.888mA-400µA
>
> ist das so schwer?



Trotzdem liegt der Zenerstorm nicht bei 9.488mA, sondern eher bei 10,2 
mA und einer Zenerspannung von ca. 6,4 V.

Bei dieser Abweichung spielen 400µA keine Rolle.

von Old P. (Gast)


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GEKU schrieb:
>
> Trotzdem liegt der Zenerstorm nicht bei 9.488mA, sondern eher bei 10,2
> mA und einer Zenerspannung von ca. 6,4 V.
>
> Bei dieser Abweichung spielen 400µA keine Rolle.

Hmmm, möchtest Du Dein "Schaltbild" mal erklären?

Old-Papa

von Bernd (Gast)


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@ GEKU

Quatschkopf & Troll.

von Karl B. (gustav)


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Jemand schrieb:
> Nebenbei die angeblich ach so einfachen Multiple Choice Tests sind (und
> waren) genauso mies - die falschen Antwortmöglichkeiten sind immer so
> ausgelegt das sie zu den typischen und "sinnvollen" Fehlermöglichkeiten
> passen

Hi,
Zastrow Seite 157
Da wird es sogar noch schwieriger

"Z-Diode hat Arbeitpunkt bei..."
hier überhaupt nicht gefragt.

ciao
gustav

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von GEKU (Gast)


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Old P. schrieb:
> Hmmm, möchtest Du Dein "Schaltbild" mal erklären?

Man braucht die beiden Schaltbilder nur zu vergleichen.
Nachdem der Basisstrom mit 400µA fix angegeben ist, spielt der 
Transistor keine Rolle und kann durch eine Stromquelle mit 400µA ersetzt 
werden.
Was ist bei meiner Schaltung unklar oder falsch?

von GEKU (Gast)


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Bernd schrieb:
> Quatschkopf & Troll.

Konstruktive Beiträge wären intelligenter .

von hinz (Gast)


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GEKU schrieb:
> Trotzdem liegt der Zenerstorm nicht bei 9.488mA, sondern eher bei 10,2
> mA und einer Zenerspannung von ca. 6,4 V.

Kommt ganz auf die Z-Diode an.

von Elektrofan (Gast)


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>> Trotzdem liegt der Zenerstorm nicht bei 9.488mA, sondern eher bei
>> 10,2 mA und einer Zenerspannung von ca. 6,4 V.

Na, denn.
Gebräüchliche Z-Dioden haben 5% Toleranz.

> Kommt ganz auf die Z-Diode an.

Da ist schon was dran.          ;-)

von GEKU (Gast)


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Einfluss des Basisstroms von 400µA auf Zenerspannung und Strom.

von hinz (Gast)


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Elektrofan schrieb:
> Gebräüchliche Z-Dioden haben 5% Toleranz.

Nicht bei Spice.


Aber der Messstrom ist je nach Typ und Nennspannung recht verschieden.

von Elektrofan (Gast)


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> Aber der Messstrom ist je nach Typ und Nennspannung recht verschieden.

In einer seriösen Spec. findet man dazu bei "kleinen" Z-Dioden
die Spannung bei 5mA.

von hinz (Gast)


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Elektrofan schrieb:
>> Aber der Messstrom ist je nach Typ und Nennspannung recht
> verschieden.
>
> In einer seriösen Spec. findet man dazu bei "kleinen" Z-Dioden
> die Spannung bei 5mA.

Und die MMSZ4691T1G hat keine seriöse Spec?

https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MMSZ4678T1-D.PDF

von Elektrofan (Gast)


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> Und die MMSZ4691T1G hat keine seriöse Spec?

> https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MMS

Sieht auch seriös aus.

Typen wie BZX55 CXVX sind vermutlich auch (noch) gebräuchlich.  ;-)

von hinz (Gast)


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Elektrofan schrieb:
>> Und die MMSZ4691T1G hat keine seriöse Spec?
>
>> https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MMS
>
> Sieht auch seriös aus.
>
> Typen wie BZX55 CXVX sind vermutlich auch (noch) gebräuchlich.  ;-)

Eben, man muss schon ins Datenblatt schauen wie hoch der Messstrom ist.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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GEKU schrieb:
> Trotzdem liegt der Zenerstorm nicht bei 9.488mA, sondern eher bei 10,2

Ja, wenn man den Basisstrom in die falsche Richtung fließen lässt.

Leute, warum macht ihr das Ganze komplizierter als es ist?

Im Schaltplan steht am Knoten über der Kathode der Z-Ziode "+6.2V". Das
will uns sagen:

"An dieser Stelle liegt mit hinreichender Genauigkeit die Nennspannung
der Z-Diode von 6,2V an."

Des Weiteren steht da "+6.2V" und nicht etwa "+6.200V". Das will
uns sagen:

"Es bringt nichts, irgendwelche davon abgeleiteten Größen auf 4 Stellen
genau auszurechnen."

Folglich lautet die Lösung

Iz = (24V - 6,2V) / 1,8kΩ - 400µA ≈ 9,5mA

Selbst wenn die "+6.2V" nicht angegeben wären, würde man erst einmal von
den 6,2V ausgehen und dann überlegen, welchen Einfluss die Abweichung
des Diodenstroms vom Nennstrom der Z-Diode hat. Geht man von einer BZX84
mit einem Nennstrom von 5mA und einem differenziellen Widerstand von 6Ω
aus, liegt die tatsächliche Z-Spannung 30mV höher. Diese 30mV kann man
entweder sofort ignorieren, oder man berücksichtigt sie und kommt auf

Iz = (24V - 6,23V) / 1,8kΩ - 400µA ≈ 9,5mA

Es ändert sich bei sinnvoller Rundung des Ergebnisses also rein gar
nichts. Bei anderen Z-Diode-Typen wird sich daran nicht viel ändern.

Jetzt kann man natürlich Argumentieren, dass die Z-Diode und der
Widerstand jeweils eine Toleranz (bspw. 1%, 2% oder 5%) haben. Da aber
weder die Toleranzwerte angegeben sind noch explizit eine Fehlerrechnung
oder eine Worst-Case-Betrachtung verlangt ist, ist das auf typischen
Werten basierenden Ergebnis, also 9,5mA, völlig in Ordnung.

: Bearbeitet durch Moderator
von Old P. (Gast)


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Yalu X. schrieb:
>
> Ja, wenn man den Basisstrom in die falsche Richtung fließen lässt.

Genau das ist GEKU eben nicht aufgefallen. Darum bat ich ja um eine 
Erklärung.

Macht ja nüscht, Hauptsache mal fix eine Simu angeworfen, wird schon 
klappen.

Old-Papa

von GEKU (Gast)


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Ist mir schon aufgefallen da

DaChris schrieb:
> iz=9.888mA-400µA

Ich hätte die Stromquelle umdrehen müssen!

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Stromrichtung

Der Strom fließt in die Basis und muss daher vom Zenerstrom abgezogen 
werden.

von Marek N. (Gast)


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Du musst die Stromquelle umpolen!

von GEKU (Gast)


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Marek N. schrieb:
> Du musst die Stromquelle umpolen!

Es ist doch gut, wenn es im Forum aufmerksame und kompetente Leute gibt.

Ich hoffe es stimmt jetzt.

von F. F. (foldi)


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Ich glaube, wenn Jonas jetzt noch liest, wird er nichts mehr mit 
Elektronik zu tun haben wollen.

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