Die Druckversion wird nicht mehr unterstützt und kann Darstellungsfehler aufweisen. Bitte aktualisiere deine Browser-Lesezeichen und verwende stattdessen die Standard-Druckfunktion des Browsers.

aiMOOC

Analoge Elektronik und Leistungselektronik – Dioden und Gleichrichter erklären

QR-Code

Einleitung

Analoge Elektronik und Leistungselektronik – Dioden und Gleichrichter erklären

Kurzbeschreibung: Stromrichtung und Spannungsumformung.

Zielgruppe: Auszubildende in elektrotechnischen Berufen.

Lernzeit: 5 Lerneinheiten à 8–10 Minuten plus Übungs- und Projektzeit.

Lernziele: Du kannst die Stromrichtung an einer Diode bestimmen, Einweg- und Brückengleichrichter unterscheiden, Spannungsverläufe erklären und die Wirkung eines Glättungskondensators beurteilen.

Bildauftrag: Vergleiche die drei Spannungsverläufe. Was verändert sich bei der Gleichrichtung?

Sicherheit und Lernumgebung

Wichtig: Alle Versuche in diesem Kurs werden bevorzugt am Computer simuliert. Als Alternative kommen ausschließlich geprüfte, freigegebene, berührungssichere Schulungsmodelle mit galvanisch getrennter und strombegrenzter Kleinspannungsversorgung infrage.

Keine Versuche an Netzspannung oder geöffneten Netzgeräten.
Keine eigenständigen Arbeiten an realen elektrischen Anlagen.
Reale Elektroarbeiten ausschließlich durch entsprechend qualifizierte und beauftragte Personen unter Einhaltung der geltenden Sicherheitsvorschriften.
Schulungsgeräte dürfen nur entsprechend der betrieblichen Gefährdungsbeurteilung und Einweisung benutzt werden.
Kondensatoren können auch nach dem Abschalten elektrische Energie speichern.

Ein Quiz, ein erfolgreicher Lernnachweis oder eine Simulation erteilen niemals die Berechtigung zur Durchführung realer Elektroarbeiten.

Rechtliche Grundlage: DGUV Vorschrift 3 – Elektrische Anlagen und Betriebsmittel.

Ausbildungsfall: Eine Gleichspannungsversorgung verstehen

Situation:

In einer Ausbildungswerkstatt soll die Versorgung einer elektronischen Sensorbaugruppe untersucht werden.

Die Baugruppe benötigt eine geregelte Gleichspannung von 12 V. Ein vorhandenes, berührungssicheres Schulungsmodell liefert dagegen eine sinusförmige Wechselspannung von 12 V Effektivwert bei 50 Hz.

Dein Auftrag: Untersuche ausschließlich in einer Schaltungssimulation, ob eine Diode, ein Brückengleichrichter und ein Glättungskondensator eine geeignete Versorgung ermöglichen.

Vorgabe	Wert
Eingangsspannung	12 V Wechselspannung, Effektivwert
Frequenz	50 Hz
Modellierter Laststrom	100 mA
Benötigte Versorgung	Geregelte 12 V Gleichspannung
Untersuchungsmethode	Digitale Simulation

Leitfrage: Entstehen aus 12 V Wechselspannung automatisch 12 V Gleichspannung?

Die Antwort erarbeitest Du in fünf kurzen Lerneinheiten.

Lerneinheit 1: Die Diode als Stromrichter

Lernzeit: 8 Minuten

Durchlassrichtung und Sperrrichtung

Eine Diode lässt den technischen Strom in Durchlassrichtung von der Anode zur Kathode fließen, sofern eine ausreichend große Durchlassspannung anliegt.

In Sperrrichtung fließt normalerweise nur ein sehr kleiner Strom, solange die zulässige Sperrspannung nicht überschritten wird.

Merke: Der Strich im Schaltzeichen kennzeichnet die Kathode.

Bei einer üblichen Siliziumdiode kann für einfache Rechnungen ein Spannungsabfall von ungefähr 0,7 V angenommen werden. Der tatsächliche Wert hängt unter anderem von Strom und Temperatur ab.

Bildauftrag: Erkenne in der Kennlinie den Bereich, in dem der Strom mit zunehmender Durchlassspannung stark ansteigt.

Simulation 1: Eine Diode untersuchen

Interaktive Diodensimulation öffnen

Arbeitsauftrag:

Verändere die Spannung im Simulator.
Beobachte den Strom in Durchlassrichtung.
Wechsle zu einer negativen Spannung und beobachte das Sperrverhalten.

Gestufte Hilfen:

Hilfe 1: Vergleiche die Potenziale an Anode und Kathode.

Hilfe 2: In Durchlassrichtung ist die Anode positiver als die Kathode.

Hilfe 3: Der Strom steigt im Durchlassbereich stark an. In Sperrrichtung bleibt er im normalen Betriebsbereich sehr klein.

Feedback: Eine Diode ist kein idealer Schalter. Sie besitzt eine stromabhängige Durchlassspannung und begrenzte zulässige Betriebswerte.

Lerneinheit 2: Der Einweggleichrichter

Lernzeit: 8 Minuten

Ein Einweggleichrichter nutzt bei sinusförmiger Wechselspannung nur eine Halbwelle.

Die Diode sperrt die andere Halbwelle. Am Verbraucher entsteht eine pulsierende Gleichspannung.

Stromlaufbild

Bildauftrag: Bestimme, bei welcher Halbwelle die Diode Strom durch den Lastwiderstand leitet.

Signaldiagramm

Bei 50 Hz Eingangsspannung treten am Ausgang eines Einweggleichrichters ohne Glättung 50 Spannungspulse pro Sekunde auf.

Merke: Die Ausgangsspannung ist noch keine konstante Gleichspannung.

Video: Grundlagen der Gleichrichtung

Beobachtungsauftrag: Erkläre, warum das Abschneiden einer Halbwelle bereits eine Gleichrichtung bewirkt.

Simulation 2: Einweggleichrichtung

Einweggleichrichter simulieren

Basisaufgabe: Vergleiche Eingangssignal und Ausgangssignal.

Anwendungsaufgabe: Erkläre, weshalb bei 50 Hz nur 50 Ausgangspulse pro Sekunde entstehen.

Transferaufgabe: Überlege, warum große zeitliche Spannungslücken bei einer Gleichspannungsversorgung problematisch sein können.

Begründetes Feedback: Der Verbraucher erhält nur während der leitenden Halbwellen Energie aus der Quelle. Ohne zusätzliche Glättung fällt die Ausgangsspannung dazwischen auf null.

Lerneinheit 3: Der Brückengleichrichter

Lernzeit: 10 Minuten

Der Brückengleichrichter wird auch Graetzschaltung genannt.

Er besteht aus vier Dioden. In jeder Halbwelle bilden zwei Dioden einen leitenden Strompfad durch den Verbraucher.

Stromlaufbild der Graetzschaltung

Merke: Obwohl die Eingangsspannung ihre Polarität wechselt, behält der technische Strom durch den Verbraucher seine Richtung bei.

Stromwege untersuchen

Bildauftrag: Verfolge die beiden Stromwege während der positiven und der negativen Halbwelle.

Die jeweils leitenden Dioden wechseln. Die Stromrichtung im Lastwiderstand bleibt gleich.

Signaldiagramm

Bei einer sinusförmigen Eingangsspannung von 50 Hz entstehen nach der Zweiweggleichrichtung ohne Glättung 100 Spannungspulse pro Sekunde.

In jedem leitenden Strompfad liegen zwei Dioden. Für die einfache Näherung mit Siliziumdioden ergibt sich ein gesamter Spannungsabfall von etwa 1,4 V.

Video: Der Brückengleichrichter

Beobachtungsauftrag: Begründe, warum vier Dioden beide Halbwellen nutzbar machen.

Simulation 3: Brückengleichrichter

Brückengleichrichter interaktiv simulieren

Basis: Zähle die Dioden.

Anwendung: Beobachte beide Halbwellen und beschreibe die Ausgangsspannung.

Transfer: Vergleiche die Spannungspulse mit denen des Einweggleichrichters.

Gestufte Hilfen:

Hilfe 1: Beobachte zuerst eine positive Halbwelle.

Hilfe 2: Verfolge anschließend den Stromweg bei umgekehrter Eingangspolarität.

Hilfe 3: Der Ausgang bleibt gleich gepolt, obwohl die leitenden Dioden wechseln.

Feedback: Der Brückengleichrichter nutzt beide Halbwellen. Deshalb verdoppelt sich bei sinusförmigem Eingang die Frequenz der Ausgangspulse. Die Ausgangsspannung bleibt jedoch pulsierend.

Lerneinheit 4: Glättung und Restwelligkeit

Lernzeit: 10 Minuten

Ein Glättungskondensator vermindert die Spannungsschwankungen hinter einem Gleichrichter.

Er speichert Energie während der Ladephasen und gibt sie zwischen den Spannungsspitzen an den Verbraucher ab.

Stromlaufbild mit Kondensator

Der Glättungskondensator liegt parallel zum Verbraucher.

Signaldiagramm: Vor und nach der Glättung

Die verbleibende Spannungsschwankung heißt Restwelligkeit.

Bei gleicher Pulsfrequenz und gleichem Laststrom führt eine größere Kapazität normalerweise zu einer kleineren Restwelligkeit. Ein größerer Laststrom vergrößert sie dagegen.

Wichtig: Ein Glättungskondensator ersetzt keine Spannungsregelung. Er kann zudem hohe Ladestromspitzen verursachen.

Simulation 4: Glättung untersuchen

Brückengleichrichter mit Glättungskondensator simulieren

Simulationsauftrag:

Beobachte die Ausgangsspannung.
Ändere die Kapazität des Glättungskondensators.
Vergleiche die Restwelligkeit.
Verändere den Lastwiderstand und beobachte den Einfluss der Belastung.

Gestufte Hilfen:

Hilfe 1: Beobachte, was zwischen zwei Spannungsspitzen geschieht.

Hilfe 2: Der Kondensator versorgt in dieser Zeit den Verbraucher.

Hilfe 3: Bei höherem Laststrom entlädt sich der Kondensator zwischen den Nachladephasen stärker.

Feedback: Eine größere Kapazität kann die Restwelligkeit verkleinern, erhöht aber unter Umständen die Ladeimpulse. Eine echte Dimensionierung muss deshalb zusätzlich Bauteilgrenzwerte, Einschaltstrom, Verluste und thermische Belastung berücksichtigen.

Lerneinheit 5: Den Ausbildungsfall lösen

Lernzeit: 10 Minuten

Schritt 1: Scheitelspannung bestimmen

Gegeben sind 12 V Effektivwert einer sinusförmigen Wechselspannung.

$U_{m a x} = \sqrt{2} \cdot U_{e f f}$

$U_{m a x} \approx 1,414 \cdot 12 V$

Ergebnis: ungefähr 17,0 V.

Schritt 2: Spannungsabfall berücksichtigen

In einer Brückengleichrichterschaltung leiten jeweils zwei Dioden.

Für das vereinfachte Modell mit etwa 0,7 V pro Siliziumdiode:

$U_{C, m a x} \approx 17,0 V - 1,4 V$

Ergebnis: ungefähr 15,6 V.

Das ist eine Abschätzung des erreichbaren Kondensator-Spitzenwertes unter vereinfachten Bedingungen, keine garantierte Ausgangsspannung unter Last.

Schritt 3: Restwelligkeit abschätzen

Bei einem Brückengleichrichter mit 50 Hz Eingang beträgt die Nachladefrequenz näherungsweise 100 Hz.

Für einen angenommenen Laststrom von 100 mA und eine Kapazität von 1000 µF gilt näherungsweise:

$Δ U \approx \frac{I_{L}}{f_{P u l s} \cdot C}$

$Δ U \approx \frac{0,1 A}{100 H z \cdot 0,001 F}$

Ergebnis: etwa 1,0 V Restwelligkeit von Spitze zu Spitze.

Diese Näherung gilt für ein vereinfachtes Modell. Reale Werte hängen zusätzlich von der Quelle, den Dioden, dem Kondensator und der Last ab.

Schritt 4: Die Versorgung beurteilen

Frage	Fachliche Bewertung
Wird die Wechselspannung gleichgerichtet?	Ja, mit dem Brückengleichrichter.
Wird die Spannung geglättet?	Ja, durch den Kondensator.
Entstehen automatisch konstante 12 V?	Nein.
Ist eine geregelte 12-V-Versorgung nachgewiesen?	Nein.
Welche weitere Funktion wird benötigt?	Eine geeignete Spannungsregelung.

Ergebnis des Ausbildungsfalls:

Ein Brückengleichrichter mit Glättungskondensator erzeugt keine automatisch geregelten 12 V. Bei den angenommenen Werten kann die geglättete Spannung zeitweise deutlich über 12 V liegen.

Ob ein nachgeschalteter Spannungsregler geeignet ist, muss anhand von Eingangsspannungsbereich, Laststrom, Spannungsreserve, Verlustleistung und weiteren Bauteilgrenzwerten fachlich geprüft werden.

Es erfolgt keine Freigabe eines realen Schaltungsaufbaus.

Gestufter Übungspfad mit Feedback

Basisniveau

Aufgabe: Erkläre, warum eine Diode den technischen Strom normalerweise nur in einer Richtung gut leitet.

Hilfe 1: Denke an Anode und Kathode.

Hilfe 2: Vergleiche Durchlass- und Sperrrichtung.

Musterlösung: Bei geeigneter Polung wird der pn-Übergang leitfähig. Bei umgekehrter Polung sperrt die Diode im zulässigen Spannungsbereich weitgehend.

Feedback: Richtig ist die Erklärung nur dann vollständig, wenn Du auch den Spannungsabfall und den begrenzten Sperrbereich berücksichtigst.

Anwendungsniveau

Aufgabe: Vergleiche einen Einweggleichrichter und einen Brückengleichrichter bei 50 Hz Eingangsspannung.

Hilfe 1: Zähle die verwendeten Halbwellen.

Hilfe 2: Vergleiche die Anzahl der Ausgangspulse.

Musterlösung: Beim Einweggleichrichter entstehen 50, beim Brückengleichrichter 100 Ausgangspulse pro Sekunde.

Feedback: Die doppelte Pulsfrequenz ermöglicht eine günstigere Glättung, bedeutet aber noch keine konstante Gleichspannung.

Transferniveau

Aufgabe: Ein Verbraucher benötigt geregelte 12 V Gleichspannung. Begründe, weshalb ein Brückengleichrichter an 12 V Wechselspannung mit Glättungskondensator allein nicht genügt.

Hilfe 1: Unterscheide Effektivwert und Scheitelwert.

Hilfe 2: Berücksichtige die zwei leitenden Dioden.

Hilfe 3: Unterscheide Glättung und Regelung.

Musterlösung: Die Scheitelspannung beträgt ungefähr 17 V. Nach Abzug zweier vereinfachter Diodenflussspannungen bleiben etwa 15,6 V als möglicher Kondensator-Spitzenwert. Die Spannung ist lastabhängig und weist Restwelligkeit auf. Für geregelte 12 V ist daher eine geeignete zusätzliche Regelung erforderlich.

Feedback: Entscheidend ist die begründete Unterscheidung zwischen Gleichrichten, Glätten und Regeln. Ein richtiger Zahlenwert allein reicht nicht aus.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Wann befindet sich eine gewöhnliche Siliziumdiode in Durchlassrichtung? (Wenn die Anode gegenüber der Kathode ausreichend positiv ist) (!Wenn die Kathode gegenüber der Anode positiv ist) (!Wenn keine Spannung anliegt) (!Wenn die Diode grundsätzlich keinen Strom leitet)

Welcher Teil des Diodenschaltzeichens kennzeichnet die Kathode? (Der Strich) (!Der Kreis) (!Der Widerstand) (!Die Spannungsquelle)

Was geschieht bei einer Diode in normaler Sperrrichtung? (Es fließt nur ein sehr kleiner Sperrstrom) (!Es fließt immer ein sehr großer Strom) (!Die Diode erzeugt Energie) (!Die Diode verdoppelt die Frequenz)

Welche Halbwellen nutzt ein einfacher Einweggleichrichter? (Nur eine der beiden Halbwellen) (!Immer beide Halbwellen) (!Ausschließlich die Spannungsspitzen beider Halbwellen) (!Keine der beiden Halbwellen)

Wie viele Dioden besitzt ein gewöhnlicher Brückengleichrichter? (Vier) (!Eine) (!Zwei) (!Sechs)

Wie viele Dioden leiten in einem üblichen Brückengleichrichter gleichzeitig im Strompfad des Verbrauchers? (Zwei) (!Eine) (!Drei) (!Vier)

Welche Pulsfrequenz entsteht nach einer Zweiweggleichrichtung bei 50 Hz sinusförmiger Eingangsspannung? (100 Hz) (!25 Hz) (!50 Hz) (!200 Hz)

Welche Aufgabe erfüllt ein Glättungskondensator? (Er vermindert die Restwelligkeit) (!Er garantiert eine exakt konstante Ausgangsspannung) (!Er ersetzt alle Schutzmaßnahmen) (!Er kehrt die Stromrichtung ständig um)

Wie groß ist der ungefähre Scheitelwert einer sinusförmigen Wechselspannung mit 12 V Effektivwert? (17 V) (!6 V) (!12 V) (!24 V)

Welche Aussage zur Berechtigung für reale Elektroarbeiten ist richtig? (Ein erfolgreiches Quiz ersetzt keine fachliche Qualifikation und Beauftragung) (!Ein bestandenes Quiz berechtigt zu allen Elektroarbeiten) (!Eine Simulation ersetzt jede praktische Sicherheitsprüfung) (!Eine richtige Berechnung erlaubt Arbeiten an Netzspannung)

Memory

Ordne die Begriffe ihren passenden Eigenschaften zu.

Anode	Anschluss für den Eintritt des technischen Durchlassstroms
Kathode	Anschluss für den Austritt des technischen Durchlassstroms
Sperrrichtung	Weitgehend blockierter Stromfluss
Einweggleichrichter	Nutzung einer Halbwelle
Brückengleichrichter	Nutzung beider Halbwellen
Glättungskondensator	Energiespeicherung zwischen Spannungsspitzen
Restwelligkeit	Verbleibende periodische Spannungsschwankung

Drag and Drop

Ordne die Fachbegriffe ihren Funktionen zu.

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Siliziumdiode	Stromrichtungssteuerung
Einweggleichrichter	Halbwellenbetrieb
Brückengleichrichter	Zweiwegbetrieb
Glättungskondensator	Energiespeicherung
Restwelligkeit	Brummspannung

Kreuzworträtsel

Kathode	Wie heißt der Anschluss einer Diode, der durch den Strich im Schaltzeichen markiert wird?
Anode	Wie heißt der Anschluss, an dem der technische Durchlassstrom in die Diode eintritt?
Graetz	Nach welchem Physiker ist die bekannte Gleichrichterbrücke benannt?
Kondensator	Welches Bauteil speichert elektrische Energie zur Glättung der Ausgangsspannung?
Restwelligkeit	Wie heißt die verbleibende periodische Spannungsschwankung nach der Glättung?
Effektivwert	Welche Spannungsangabe wird üblicherweise zur Beschreibung einer sinusförmigen Wechselspannung verwendet?

LearningApps

Die Suche führt zu möglicherweise passenden externen Lernübungen. Prüfe deren fachliche Qualität und Rechte vor einer Weiterverwendung.

Lückentext

Eine

besitzt eine bevorzugte Stromflussrichtung.

Der Strich im Diodenschaltzeichen kennzeichnet die

.

Die andere Seite heißt

.

In der

fließt normalerweise nur ein sehr kleiner Strom.

Ein Einweggleichrichter nutzt eine

der sinusförmigen Wechselspannung.

Ein gewöhnlicher Brückengleichrichter verwendet

Dioden.

Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz beträgt die Pulsfrequenz nach Zweiweggleichrichtung

Hz.

Ein

speichert elektrische Energie zwischen Spannungsspitzen.

Die verbleibende periodische Spannungsschwankung nennt man

.

Der Scheitelwert einer sinusförmigen Spannung ist größer als ihr

.

Eine Glättung ersetzt keine Spannungs

.

Ein erfolgreiches Quiz erteilt keine elektrotechnische

.

Offene Aufgaben

Bearbeite die Aufgaben ausschließlich digital, zeichnerisch oder an ausdrücklich freigegebenen berührungssicheren Schulungsmodellen innerhalb der vorgesehenen Aufsicht.

Leicht

Diodenschaltzeichen: Zeichne das Symbol einer Diode und kennzeichne Anode, Kathode sowie die technische Stromrichtung.
Durchlassrichtung: Erstelle ein kleines Lernplakat, das Durchlassrichtung und Sperrrichtung vergleicht.
Wechselspannung: Zeichne eine Sinusschwingung und markiere positive und negative Halbwellen.
Gleichrichtung: Fertige zwei Signaldiagramme an, die Einweg- und Zweiweggleichrichtung gegenüberstellen.

Standard

Einweggleichrichter: Dokumentiere mit einem digitalen Bild der Simulation, welche Halbwelle am Verbraucher genutzt wird.
Brückengleichrichter: Kennzeichne in einer Kopie des Stromlaufbildes beide Strompfade für die unterschiedlichen Eingangspolaritäten.
Effektivwert: Berechne aus 12 V sinusförmiger Wechselspannung den Scheitelwert und schätze den Spannungsabfall der zwei leitenden Dioden ab.
Glättungskondensator: Vergleiche in der Simulation zwei Kapazitätswerte und dokumentiere die beobachtete Restwelligkeit.

Schwer

Datenblatt: Vergleiche die Datenblattangaben zweier realer Gleichrichterdioden hinsichtlich zulässiger Sperrspannung, Durchlassstrom und Verlustleistung. Erstelle eine tabellarische Begründung ohne reale Schaltung aufzubauen.
Restwelligkeit: Untersuche rechnerisch und durch Simulation, welche Kapazität unter vereinfachten Bedingungen für etwa 1 V Restwelligkeit bei 100 mA Laststrom und 100 Hz Nachladefrequenz erforderlich wäre.
Spannungsregler: Entwirf auf Blockschaltbildebene ein Versorgungskonzept für eine 12-V-Gleichspannungsbaugruppe. Begründe, welche zusätzliche Funktion nach dem Gleichrichten und Glätten benötigt wird.
Erklärvideo: Produziere eine kurze Animation oder ein Bildschirmvideo, das die Stromwege der Graetzschaltung und die Wirkung des Glättungskondensators erläutert. Nutze nur eigene oder passend lizenzierte Medien.

Lernkontrolle

Die folgenden Aufgaben überprüfen Zusammenhänge und die Übertragung des Wissens auf neue Situationen.

Fehleranalyse: In einer Simulation ist eine Gleichrichterdiode falsch gepolt. Beschreibe, wie sich das auf den Strompfad und das Ausgangssignal auswirken kann, und begründe Deine Diagnose.
Frequenz: Eine simulierte Wechselspannungsquelle wird von 50 Hz auf 60 Hz umgestellt. Erkläre, wie sich bei Einweg- und Zweiweggleichrichtung die Pulsfrequenz verändert und was dies für die Glättung bedeutet.
Belastung: Der modellierte Laststrom hinter einem Brückengleichrichter verdoppelt sich. Begründe, warum bei unverändertem Glättungskondensator die Restwelligkeit ungefähr zunimmt.
Spannungsumformung: Ein Auszubildender behauptet, aus 12 V Wechselspannung entstünden nach jeder Gleichrichtung genau 12 V Gleichspannung. Widerlege die Aussage mit einer nachvollziehbaren Rechnung und den relevanten Annahmen.
Schaltungsvergleich: Beurteile, welcher Gleichrichtertyp in einer einfachen einphasigen Versorgung mit nachfolgender Glättung vorteilhafter ist. Berücksichtige Pulsfrequenz, Bauteilaufwand und Spannungsabfälle.
Fehlersuche: Eine Simulation zeigt trotz Glättung deutliche Spannungsschwankungen. Entwickle drei mögliche Ursachen und beschreibe, wie Du diese ausschließlich in der Simulation untersuchen würdest.

Bewertungsmaßstab: Eine gute Antwort verbindet eine zutreffende Beobachtung mit einer fachlich begründeten Erklärung, benennt Annahmen und berücksichtigt die Grenzen des Modells.

Lernnachweis

Für einen fachlichen Lernnachweis dokumentierst Du folgende Ergebnisse:

Ein beschriftetes Diodenschaltzeichen mit korrekter Anode, Kathode und Durchlassrichtung.
Ein Signaldiagramm für Einweg- und Zweiweggleichrichtung.
Zwei nachvollziehbare Strompfade einer Graetzschaltung.
Ein Simulationsvergleich der Ausgangsspannung mit und ohne Glättungskondensator.
Eine korrekte Berechnung von Scheitelspannung und angenähertem Diodenspannungsabfall.
Eine begründete Beurteilung, weshalb der Ausbildungsfall eine Spannungsregelung erfordert.
Eine kurze schriftliche Reflexion über die Grenzen von Simulation und vereinfachten Bauteilmodellen.
Eine Beschreibung der Sicherheitsgrenzen und der erforderlichen fachlichen Zuständigkeiten bei realen Elektroarbeiten.

Wichtig: Der Lernnachweis dokumentiert ausschließlich erworbene Kenntnisse. Er ist keine elektrotechnische Befähigungsfeststellung, keine betriebliche Beauftragung und keine Freigabe für elektrische Arbeiten.

OERs zum Thema

Wikipedia: Gleichrichter

Wikipedia: Diode

Fachliche Quellen

Elektronik-Kompendium – Brückengleichrichterschaltung: Stromwege, Spannungsverläufe und technische Grundlagen.
Elektronik-Kompendium – Glättung und Siebung: Kondensatorwirkung, Lastabhängigkeit und Restwelligkeit.
Elektronik-Kompendium – Formelsammlung: Berechnungsgrundlagen und vereinfachte Diodenmodelle.
Wikipedia – Gleichrichter: Gleichrichtertypen und Anwendungen.
Wikipedia – Glättungskondensator: Lade- und Entladevorgänge sowie Restwelligkeit.
Falstad – Electronics Demonstrations: Interaktive digitale Schaltungssimulationen.
DGUV Vorschrift 3: Anforderungen an elektrische Anlagen, Betriebsmittel und elektrotechnische Tätigkeiten.

Mediennachweise und Nutzungsrechte

Die verwendeten Abbildungen stammen von Wikimedia Commons. Die Originaldateien und Lizenzangaben sind über die folgenden Dateiseiten überprüfbar.

Rectification.svg: Jjbeard, gemeinfrei.
Diode Schaltzeichen.svg: Nino, gemeinfrei.
Dioden-Kennlinie 1N4001.svg: Cepheiden, gemeinfrei.
Half-wave-rectifier.svg: MikeRun, CC BY-SA 4.0.
Rectification (Half-wave).svg: Jjbeard, gemeinfrei.
Full-wave-bridge-rectifier.svg: MikeRun, CC BY-SA 4.0.
Full-wave-bridge-rectifier-explained.svg: MikeRun, CC BY-SA 4.0.
Rectification (Full-wave).svg: Jjbeard, gemeinfrei.
Full-wave-bridge-rectifier-with-capacitor.svg: MikeRun, CC BY-SA 4.0.
Smoothed ripple gray background.svg: SpinningSpark, CC BY-SA 3.0.

Lizenzhinweis: Bei Bearbeitungen und Weiterverwendungen CC-lizenzierter Medien müssen die jeweiligen Lizenzbedingungen, insbesondere Namensnennung, Lizenzverweis und gegebenenfalls Weitergabe unter gleichen Bedingungen, eingehalten werden. Die Originaldateiseiten enthalten die maßgeblichen Angaben.

Die YouTube-Videos werden als externe Medien eingebunden. Eine freie Weiterverwendung, ein Download oder eine Bearbeitung ist damit nicht automatisch erlaubt. Die digitalen Falstad-Simulationen werden als externe Lernwerkzeuge verlinkt und nicht als frei lizenzierte eigene Kursmaterialien ausgegeben.