Wie funktioniert eine elektrische Schaltung?

Smartphone, Tablet-PC, Toaster, Waschmaschine, Industrieanlagen – in unserem Alltag begegnen uns Gegenstände, die für ihren Betrieb elektrischen Strom benötigen, in fast unbegrenzter Anzahl. Und ihre Grundlage bildet die elektrische Schaltung.

Definition

Definiert wird sie als Kombination von elektrischen, elektronischen, elektrooptischen und/oder elektromechanischen Bauelemente, welche durch Leitungen wie zum Beispiel Kupferleitungen verbunden werden, zu einem sogenannten Stromkreis (auch bezeichnet als Schaltkreis). Die Wirkung des gebildeten Stromkreises wird ursächlich durch den elektrischen Strom hervorgerufen, wenn dieser ausgehend von einer im Stromkreis befindlichen Spannungs- oder Stromquelle, durch die Bauelemente fließt.

Unterschieden werden können elektrische Schaltungen beispielsweise durch die verwendeten Bauelemente. Beinhaltet der Stromkreis lediglich passive elektrische Bauelemente wie zum Beispiel Widerstände, Kondensatoren oder Spulen, spricht man von einer elektronischen Schaltung. Weist der Stromkreis hingegen auch aktive Bauelemente auf, wird die Bezeichnung elektronischer Schaltkreis verwendet. Bei aktiven Bauelementen handelt es sich um elektronische Komponenten, die zu einer Verstärkung des Eingangssignals führen, wie zum Beispiel Dioden, Transistoren, Thyristoren oder Integrierte Schaltungen.

Bedingt durch die rasanten Entwicklung in der Miniaturisierung elektrischer und elektronischer Bauelemente in der Elektrotechnik bzw. Elektronik verbunden mit den Anforderungen vielfältigen Innovationen der Kommunikations- und Informationstechnologie an ein modernes und effizientes Schaltungsdesign rückte der Begriff elektrische Schaltung gegenüber dem Begriff elektronische Schaltung immer mehr in den Hintergrund. In modernen elektronischen Schaltungen werden die Bauelemente auf isolierende Platten, sogenannten Leiterplatten (auch bezeichnet als Platinen oder gedruckte Schaltungen), aufgelötet und elektrisch mit den in der Leiterplatte integrierten Leiterbahnen beispielsweise Kupferleiterbahnen verbunden. Durch diese starke Miniaturisierung können Integrierte Schaltungen gebildet werden. Diese sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken, denn eine oder mehr Platinen sind in nahezu jedem elektronischen Gerät enthalten.

Schaltungsvarianten

Eine elektrische bzw. elektronische Schaltung kann aus einem oder mehr Schaltkreisen aufgebaut sein, in welchen unterschiedliche Teilfunktionen integriert werden. Für ihre schematische Darstellung werden in der Elektrotechnik bzw. Elektronik sogenannte Schaltpläne unter Nutzung definierter Schaltzeichen für die jeweiligen Bauelemente und deren elektrische Verdrahtung verwendet. Als Grundschaltungen können auftreten:

  • die Reihen-,
  • die Parallel- oder
  • die Brückenschaltung.

Spezielle Varianten werden zum Beispiel in der Energietechnik, der Nachrichtentechnik oder der Installationstechnik verwendet. Beispiele wie sie in der Energietechnik verwendet werden sind u. a. die Dreieck- und die Sternschaltung.

Keine Kommentare

Einen Kommentar hinterlassen