Die Z-Diode als Spannungsstabilisator

Artikel-Nr.: P1378000 | Typ: Experimente

10 Minuten
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Klasse 10-13
Schüler
mittel
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Set Schülerversuche Elektrik Baustein-System 3 für 23 Versuche, TESS advanced Physik EB-TRO

Artikel-Nr.: 25267-88 | Typ: Set

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Prinzip

Der Steile Anstieg der Stromstärke-Spannung-Kennlinie einer Z-Diode oberhalb der Durchbruchspannung ermöglicht ihre Verwendung zu Stabilisierung kleiner Gleichspannungen. Bei Erhöhung der Eingangsspannung über die Durchbruchspannung steigt die Stromstärke steil an, wobei sich der Widerstand der Diode immer mehr verringert. Daher bleibt die Spannung an der Z-Diode annähernd konstant.
Durch einen Vorwiderstand muss gesichert werden, dass die maximal zulässige Verlustleistung der Z-Diode nicht überschritten wird.
Wird parallel zur Z-Diode ein Lastwiderstand geschaltet, so verringert sich der Strom durch die Z-Diode zugunsten des Laststromes. Die Stabilisierungswirkung setzt aus, wenn durch die Z-Diode kein Strom mehr fließt. Damit ist die Einsatzmöglichkeit der Z-Diode auf relativ geringe Lastströme eingeschränkt. Für größere Belastungen werden elektronische Regelschaltungen eingesetzt.
Da ein eng gestuftes Sortiment von Z-Dioden im Spannungsbereich von 3 V bis 200 V gefertigt wird, kann für jede gewünschte Spannung ein entsprechender Diodentyp ausgewählt werden.

Vorteile

  • Keine zusätzlichen Kabelverbindungen zwischen den Bausteinen nötig - übersichtlicherer und schnellerer Aufbau
  • Kontaktsicherheit durch puzzelartig verzahnbare Bausteine
  • Hartvergoldete, korrosionsbeständige Kontakte
  • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reele Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Aufgaben

Wie lässt sich mit einer Z-Diode eine Gleichspannung stabilisieren?

Untersuche die Wirkungsweise eines Spannungsstabilisators mit Z-Diode.

 

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(en) Experiment guide
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(de) Versuchsbeschreibung
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(es) Versuchsbeschreibung
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