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Aufgabe

Verschiedene Lichtschranken

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

 
Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Schaltung A
Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Schaltung B

Die folgenden Bilder zeigen zwei Schaltungen für Lichtschranken. Bei Zimmerhelligkeit leuchtet in beiden Schaltungen das Lämpchen nicht.
Wie reagieren die beiden Schaltungen, wenn der LDR beleuchtet bzw. abgedunkelt wird? Begründen Sie ihre Antwort!

 

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Schaltung a:

Wird der LDR beleuchtet, so sinkt sein Widerstand und damit die an ihm abfallende Spannung. Da am Spannungsteiler, der aus dem LDR und R besteht eine feste Spannung liegt, muss die am Widerstand R abfallende Spannung UR steigen. Da UR aber die Basis-Emitterspannung UBE darstellt, besteht - bei geeigneter Dimensionierung - die Möglichkeit, dass der Transistor durchgeschaltet wird und das Lämpchen leuchtet.

Bei Abdunkelung des LDR sinkt die Spannung UBE, der Transistor bleibt gesperrt, das Lämpchen bleibt dunkel.

Schaltung b:

Wird der LDR beleuchtet, so sinkt sein Widerstand und damit die an ihm abfallenden Spannung, welche aber zugleich UBE darstellt. Dies bedeutet, dass bei Beleuchtung des LDR der Transistor weiterhin sperrt und die Lampe dunkel bleibt. Wird dagegen der LDR abgedunkelt, so steigt sein Widerstand und damit auch UBE. Bei geeigneter Dimensionierung wird der Transistor durchgeschaltet und die Lampe leuchtet.