Delton T. Hörn. Grundlagen der ELEKTRONIK. Übersetzt und bearbeitet von Alfred Eibimayr. Markt&Technik Verlag AG ^2/1.2*5(0*0
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- Kirsten Salzmann
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1 ^2/1.2*5(0*0 Delton T. Hörn Grundlagen der ELEKTRONIK Übersetzt und bearbeitet von Alfred Eibimayr Markt&Technik Verlag AG
2 Vorwort 11 1 Was ist Elektronik? 13 Elektronische Bauelemente 13 Basis-Schaltungen 13 Nur keine Panik! 14 2 Elektronen und Elektrizität 15 Das Atom und seine Struktur 15 Elektrische Ladung 16 Isotope 17 Atomzahlen und atomares Gewicht 17 Elektronenschalen 17 Leiter und Isolator 18 Der elektrische Strom 18 Die elektrische Spannung 19 Die elektrische Leistung 20 Batterien 20 Das Volta-Element 20 Die Trockenzelle 22 Serien- und Parallelschaltung von Batterien 22 Schaltsymbole 24 Fragen zum Kapitel 25 3 Widerstand und Ohmsches Gesetz 28 Das Ohmsche Gesetz 28 Der Widerstand als Bauelement 29 Farbcodierung der Widerstände 30 Festwertwiderstände 31 Veränderbare Widerstände 32 Kombination von Widerständen 35 Serienschaltung von Widerständen 35 Parallelschaltung von Widerständen 36 Serien-Parallelschaltungen von Widerständen 37 Fragen zu diesem Kapitel 39
3 4 Die Kirchhoffschen Gesetze 42 Das Kirchhoffsche Spannungsgesetz 43 Maschen 43 Maschenströme 43 Vorzeichenfestlegungen 45 Anwendung des Kirchhoffschen Spannungsgesetzes 45 Der Kirchhoffsche Knotenpunktsatz 48 Anwendung des Kirchhoffschen Knotenpunktsatzes 48 Fragen zum Kapitel 51 5 Wechselstrom 53 Variable Spannung und Strom 53 Wechselspannungsquellen 55 Wechselstromwerte 55 Mehrere Wechselspannungsquellen 56 Vektordiagramme 58 Kombinationen von Gleich- und Wechselspannung 60 Fragen zum Kapitel 62 6 Kondensatoren 64 Was ist ein Kondensator? 64 Das Ohmsche Gesetz und der kapazitive Widerstand 68 Kondensatorarten 68 Keramik-Kondensatoren 68 Glimmer-Kondensatoren 70 Papier-Kondensatoren 72 Kunststoffolien-Kondensatoren 73 Elektrolyt-Kondensatoren 73 Tantal-Kondensatoren 74 Veränderbare Kondensatoren 75 Die RC-Zeitkonstante 75 Filter 76 Kombinationen von Kondensatoren 79 Fragen zum Kapitel 81 7 Magnetismus und Elektrizität 84 Was ist ein Magnet? 84 Erzeugen eines Magnetfeldes durch Elektrizität 85 Erzeugen von Elektrizität durch den Magnetismus 86 Fragen zum Kapitel 87
4 8 Induktivitäten 90 Was ist die Induktivität? 90 Der induktive Widerstand 90 Spulen 91 Berechnung von Spulen 92 RL-Schaltungen und Zeitkonstanten 94 Fragen zum Kapitel 95 9 Transformatoren 97 Kopplungsfaktor 98 Der Transformator 98 Mittelanzapfung 99 Spartransformatoren 100 Transformator-Verluste 101 Fragen zum Kapitel Impedanz und Resonanzkreise 104 Die Impedanz induktiver Schaltkreise 104 Impedanzen in kapazitiven Schaltkreisen 108 Impedanz in induktiv-kapazitiven Schaltkreisen 109 Resonanz 110 Impedanzanpassung und Leistungsübertragung 111 Fragen zum Kapitel Meßgeräte 115 Das Drehspul-Meßinstrument 115 Strommeßgeräte 116 Spannungsmeßgeräte 118 Widerstandsmeßgeräte 120 Meßgeräte für Wechselstrom bzw. -Spannung 121 Multimeter 122 Fragen zum Kapitel Experimente Teil Experiment 1: Das Ohmsche Gesetz 125 Experiment 2: Widerstände in Serie 127 Experiment 3: Parallelschaltung von Widerständen 128 Experiment 4: Serien-Parallel-Schaltung 130 Experiment 5: Messungen an der RC-Schaltung 132 Experiment 6: Messungen an der RL-Schaltung 134 Experiment 7: Resonanz 135 Experiment 8: Der Transformator 135
5 8 Inhaltsverzeichnis 13 Halbleiter 138 Aufbau und Eigenschaften von Halbleitern 138 Halbleiterdioden 143 Die Zenerdiode 144 Die Varaktordiode 146 Die Shockleydiode 146 Fast-Recovery-Dioden 147 Fragen zum Kapitel Leuchtdioden 149 Zweifarbige Leuchtdioden 150 Anzeigeelemente mit mehreren LEDs 151 Sieben-Segment-Anzeigen 153 Flüssigkristall-Anzeigen 154 Fragen zum Kapitel Transistoren 157 Der NPN-Transistor 157 Arbeitsweise eines NPN-Transistors 158 Grundschaltungen von Transistorverstärkern 161 Alpha und Beta 163 PNP-Transistoren 164 Fragen zum Kapitel Transistoren für spezielle Anwendungen 167 Darlington-Transistoren 167 Unijunction-Transistoren (UJT) 168 Feldeffekt-Transistoren (FET) 169 MOSFETs 170 Selbstsperrende FETs 171 Thyristoren 172 Diacs und Triacs 173 Fragen zum Kapitel Lichtempfindliche Bauelemente 176 Solarzellen 176 Fotowiderstände 178 Andere lichtempfindliche Komponenten 178 Fragen zum Kapitel 179
6 9 18 Experimente, Teil 2 Experiment 1: Gleichstromwiderstand einer Diode Experiment 2: Die Diode im Gleichspannungskreis Experiment 3: Eine Diode im Wechselspannungskreis Experiment 4: Einsatz einer Zenerdiode Experiment 5: Leuchtdioden Experiment 6: Überprüfen eines Transistors mit dem Ohmmeter Experiment 7: Ein Verstärker in Basisschaltung Experiment 8: Ein Verstärker in Emitter- und Kollektorschaltung 19 Operationsverstärker und andere integrierte Linear-Schaltkreise Integrierte Schaltungen Der Operationsverstärker Invertierender Verstärker Nichtinvertierender Verstärker Der Integrator Der Differenzierer Differenzverstärker Mehrfach-Operationsverstärker Andere analoge ICs Fragen zum Kapitel 20 Timer-Bausteine Eigenschaften des 555 Monostabiler Multivibrator Astabiler Multivibrator Fragen zum Kapitel 21 Digitale Gatter Das binäre System Andere Zahlensysteme Binäre Addition AND-Gatter OR-Gatter Puffer und Inverter Kombinationen von digitalen Gattern Fragen zum Kapitel 22 Andere digitale ICs Flipflops JK-Flipflops D-Flipflops
7 10 Inhaltsverzeichnis Zähler 222 Schieberegister 224 Fragen zum Kapitel Logik-Familien 227 TTL 227 Low-Power-TTL 228 High-Speed-TTL 228 Schottky-TTL 228 Low-Power-Schottky 229 CMOS 229 ECL 229 Fragen zum Kapitel Mikroprozessoren 232 CPUs und Mikroprozessoren 232 Befehle und Daten 233 Die wichtigsten Komponenten eines Computers 233 Speicher 235 Fragen zum Kapitel Experimente, Teil Experiment 1: Invertierender Verstärker 238 Experiment 2: Nichtinvertierender Verstärker 240 Experiment 3: Differenzverstärker 240 Experiment 4: Integrator 242 Experiment 5: Differenzierer 242 Experiment 6: monostabiler Multivibrator 244 Experiment 7: astabiler Multivibrator 245 Experiment 8: NAND-Gatter 246 Experiment 9: NOR-Gatter 247 Experiment 10: Gatterkombinationen 248 Experiment 11: bistabiler Multivibrator 248 Experiment 12: Binärzähler Netzteile 251 Halbwellengleichrichter 251 Vollwellengleichrichter 253 Brückengleichrichter 254 Spannungsregler 255 Fragen zum Kapitel 257 Stichwortverzeichnis 259
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