Schalter

Wir betrachten in diesem Kapitel zunächst Schalter, die zwischen den Zuständen EIN und AUS wechseln. Ein solcher Schalter ermöglicht oder verhindert Stromfluss. Er wird in der einfachsten Form als Ohm´scher Widerstand modelliert. Wenn er den Stromfluss verhindert, ist sein Widerstand sehr hoch. Beim idealen Schalter ist er unendlich hoch, so dass gar kein Strom durch den Schalter fließt. Leitet der Schalter Strom, ist sein Widerstand niedrig. Der ideale geschlossene Schalter weist einen Widerstand von 0Ω auf.

Hinweis für Fortgeschrittene: Wir betrachten in diesem Kapitel nur Schalter, die zwischen den Zuständen EIN und AUS wechseln. Betriebszustände wie „halb offen“ wie bei Transistoren im Analogbetrieb werden nicht betrachtet. Ein Ein/Aus-Schalter wird folgendermaßen modelliert:

Mechanisch betätigte Schalter sind z. B. klassische Lichtschalter. Sie werden von einem Menschen bedient, der z. B. das Licht ein- oder ausschalten will. Dabei wird der Stromfluss zwischen Netz und Verbraucher (Lampe) durch einen Schalter unterbrochen oder freigegeben. Mechanisch betätigte Schalter sind langweilig. Für Leistungselektronik brauchen wir Schalter, die elektronisch betätigt werden. Niemand steht in einem Umspannwerk und schaltet irgendwas von Hand.

An einem Schalter liegt die Spannung US an. Es fließt der Strom IS.

Elektronische Schalter weisen üblicherweise drei Anschlüsse auf. Es gibt einen Steuereingang und zwei weitere Anschlüsse, zwischen denen sich der Widerstand ändert. Am Steuereingang wird eine Spannung angelegt. Es gibt ein Steuersignal für „sei hochohmig“ und eines für „sei niederohmig“. Der Widerstand des Schalters zwischen seinen Leistungsanschlüssen wird durch das Signal am Steuereingang verändert.



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