Fotowiderstand - Ein großer Durchbruch in der Welt der Elektronik war die Entdeckung der elektrischen Eigenschaften von Halbleitermaterialien. Dabei handelt es sich in der Regel um kristalline Materialien, deren Leitfähigkeit (elektrische Leitfähigkeit) durch Einbringen von Verunreinigungen, Änderung der Temperatur oder Änderung der Intensität des auf den Halbleiter einfallenden Lichts in weiten Bereichen verändert werden kann. Elektronische Elemente , die die fotoelektrischen Eigenschaften von Halbleitern nutzen, sind Fotowiderstände, auch Fotowiderstände genannt.
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Fotowiderstände
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Fotowiderstände
Ein bisschen Theorie
Eines der elementarsten Gesetze der Physik, das jedem Bastler oder Profi, der sich mit Elektrizität beschäftigt, bekannt ist, ist das Ohmsche Gesetz, das besagt, dass der in einem Stromkreis fließende Strom von der Spannung und ihrem Widerstand abhängt. Das elektronische Element, das es uns ermöglicht, dieses Gesetz in die Praxis umzusetzen, ist ein Widerstand, und sein Grundparameter ist der Widerstand. Zu einer Zeit, in der Halbleiter aufgrund ihrer Eigenschaften an der Spitze der Elektronik stehen, wurde eine modifizierte Version des Widerstands geschaffen – der Fotowiderstand. Fotowiderstände sind Halbleiterelemente, die aus Halbleiterschichten bestehen, die auf einem isolierenden Substrat abgeschieden sind. Das lichtempfindliche Material wird durch zwei mit den Leitungen verbundene Elektroden getrennt. Die lichtempfindliche Oberfläche ist mit einem transparenten Fenster abgedeckt. Unter dem Einfluss von Änderungen der Lichtintensität ändern Fotowiderstände ihren Widerstand, unabhängig von der Richtung der angelegten Spannung. Durch Erhöhen der Beleuchtungsintensität verringert sich der Widerstand und damit erhöht sich der bei konstanter Spannung fließende Strom. Fotowiderstände zeichnen sich durch eine lineare Familie von Strom-Spannungs-Kennlinien aus, was in elektrischen Schaltkreisen ein sehr wünschenswertes Merkmal ist.
Parameter des Fotowiderstands
Zu den grundlegenden Parametern, die Fotowiderstände beschreiben, gehören:
- spektrale Empfindlichkeit, d. h. die Abhängigkeit des elektrischen Widerstands von der Beleuchtungsintensität
- Dunkelwiderstand „RD“, d. h. der Widerstand des Fotowiderstands unter Bedingungen ohne Beleuchtung
- Widerstand „Rxx“, wobei „xx“ die Beleuchtungsstärke in Lux (lx) bedeutet. Dies ist der Widerstand des Fotowiderstands bei einem bestimmten Beleuchtungswert. Hersteller führen beispielsweise die Widerstände R10, R50 in ihre Katalogkarten ein. Es wird auch sichtbarer Widerstand genannt.
- Koeffizient „n“, definiert als das Verhältnis von Dunkelwiderstand zu Widerstand bei einem bestimmten Beleuchtungswert, z. B. n=RD/R50
- maximale Betriebsspannung
- maximale Leistung
- Schaltzeit
- Arbeitstemperatur.
Fotowiderstand - Anwendung
Aufgrund der sehr hohen Empfindlichkeit und Einfachheit des Messsystems werden Fotowiderstände häufig zur Temperaturmessung durch Messung der Strahlungsintensität eingesetzt. Daher eignen sie sich hervorragend für Wärmemeldesysteme und Brandschutzsysteme. Sie können sie auch für Systeme verwenden, deren Betrieb von der Tageszeit abhängt, z. B. das automatische Schließen und Öffnen von Jalousien in Ihrem Zuhause oder die Lichtsteuerung. Im Botland finden Sie neben klassischen Fotowiderständen mit einer Leistung von 100 mW und hellen Widerständen in den Bereichen: 5-10 kΩ, 10-20 kΩ, 20-30 kΩ, 50-100 kΩ auch Fotowiderstände in Form von Module, die für die Arbeit mit Arduino vorbereitet sind. Das Modul verfügt über einen Analogausgang, den Sie direkt an Ihr Entwicklungskit anschließen und Ihre Projekte erstellen können, indem Sie neue Anwendungen von Fotowiderständen entdecken.
Fotowiderstände – FAQ
Ein Fotowiderstand ist ein passives elektronisches Element , dessen Widerstand sich mit Änderungen der Lichtintensität ändert. Derartige Elemente werden beispielsweise in der tageszeitabhängigen Steuerung der Gebäudeautomation (u.a. Jalousien oder Beleuchtung) eingesetzt.
Sie können die Funktion eines Fotowiderstands mit einem Widerstandsmessgerät überprüfen.
Der Widerstand eines Fotowiderstands hängt von der Intensität des auf seine Oberfläche fallenden Lichts ab. Je stärker das Licht, desto geringer ist der elektrische Widerstandswert innerhalb des Bauteils.
Wenn die Oberfläche des Fotowiderstands beleuchtet wird, ändert sich dessen Widerstandswert , also der elektrische Widerstand – der Widerstand nimmt mit zunehmender Lichtintensität ab.