Der Hobbyelektroniker

Jeder Arduino-Einsteiger kennt es: das Blink-Experiment. Es ist normalerweise das erste Experiment des Neueinsteigers. Wenn wir nicht nur die eingebaute LED blinken lassen möchten, benötigen wir nebst dem Arduino noch einen Widerstand und eine LED. Wozu braucht man den Widerstand und warum leuchtet die LED nicht, wenn man sie falsch herum anschliesst? Das sind Fragen, denen wir in den nächsten Videos auf den Grund gehen. Im ersten Video geht es um Strom, Spannung und Widerstand.

Die Ausgangslage

Wir sehen hier ein einfaches Blink - Experiment mit dem Arduino. Wir blinken aber nicht nur mit der internen LED, sondern führen den Pin 13 auch auf einen Widerstand und eine LED auf dem Breadboard. Es wird der Beispielsketch BLINK aus der Arduino IDE verwendet.

Wichtig für unsere Betrachtung heute, sind nur der Stromkreis und der Widerstand. Aus diesem Grund ist es nicht notwendig, dass ihr das Experiment mit dem Arduino nachbaut.

Das Experiment

Heute gibt es kein grosses Experiment. An Hand einer Batterie und einiger Widerstände werden grundlegende Gesetze der Elektrotechnik aufgezeigt. Ich bin mir sicher, dass ihr das alles schon wisst. Aber eine kleine Repetition schadet ja nichts.

Multimeter

Wenn ihr nicht blind durch die Welt der Elektronik marschieren möchtet, braucht ihr ein Multimeter. Daran führt kein Weg vorbei. Für den Anfang genügt ein einfaches Instrument.

Das Gerät ganz links verlangt, dass man den Messbereich selbst einstellt. Es erfüllt seinen Zweck, ist aber nicht sehr komfortabel. Dafür kostete es nicht viel.

Das Multimeter von Voltacraft verlangt nur nach wenigen Einstellungen. Ich schätze es sehr, da es klein und leicht ist und gut mitgenommen werden kann. Auch dieses Instrument ist sehr preisgünstig.

Das Fluke ganz rechts ist auch im professionellen Umfeld einsetzbar. Es ist aber wesentlich teurer.

Selbstverständlich sind teurere Geräte oft genauer und haben mehr Möglichkeiten. Man sollte aber gut überlegen, ob man das wirklich braucht. So lange ihr mit Batteriespannung experimentiert, ist der Sicherheitsaspekt nicht so wichtig. Billige Geräte sparen oft bei der Isolation. In diesem Fall sollte ein Gerät in der Klasse des Fluke ins Auge gefasst werden.

Strom, Spannung, Widerstand und Leistung

Das ohmsche Gesetz zeigt uns die Beziehung zwischen Strom, Spannung und Widerstand.

Der Strom und die an einem Widerstand abfallende Spannung werden in Leistung (hier als Wärme) umgesetzt. Mit Hilfe der Leistungsformel kann man sicherstellen, dass auch hier alles im grünen Bereich ist.

Mehrere Widerstände

Hier sind noch die Formeln für Parallel- und Serieschaltung von Widerständen.

Wie misst man Strom und Spannung ?

In diesem Beispiel wird die Spannung an einem der beiden Widerstände gemessen. Dazu wird das Voltmeter von aussen an die beiden Enden des Widerstandes angeschlossen.

Im Gegensatz dazu ist für die Strommessung eine Auftrennung des Stromkreises notwendig. Der ganze Strom muss also durch das Ampèremeter fliessen.