Messungen an Wirkwiderständen

Lichtabhängiger Widerstand (LDR)

Beschreibung des Messaufbaues

Der LDR ändert seinen Widerstand in Abhängigkeit von der Helligkeit. Wir benötigen daher ein "schwarzes Kasterl" in welches der LDR und ein Lämpchen eingebaut werden. Wir schneiden uns für diesen Zweck aus kupferbeschichteten Hartpapier die Teile dafür zu. Dieses ist optisch geeignet, leicht herzustellen und billig. Wir benötigen diesen Messaufbau nicht nur um die lichtabhängigen Eigenschaften des LDR durch eine Messung bestätigt zu bekommen, sondern auch als eine mögliche Anwendung davon, nämlich zur Bestimmung des Effektivwertces eines nicht sinusförmigen Signals. Der LDR07 ist zwar schon ein älteres Bauelement, aber für viele Anwendungen noch immer sehr gut geeignet.

Hinweise
zur
Messung

Das Lämpchen (in unserem Fall 28 V, 40 mA) wird an eine, von 0 Volt bis 30 Volt einstellbare Gleichspannungsquelle angeschlossen. Der Widerstand des LDR wird mit einem Ohmmeter, vom Dunkelwiderstand weg, gemessen. Dieser liegt in der Größenordung von Giga Ω. In diesem Bereich ist es interessant zu experimentieren. Obwohl uns das Kästchen lichtdicht verschlossen erscheint, reagiert der LDR auf Veränderungen in seiner Umgebung. Das infrarote Licht der Hand zeigt merklichen Einfluss auf seinen Widerstand. Der Hellwiderstand des LDR07 geht auf einige hundert Ohm herunter. Die gemessenen Widerstandswerte des LDR müssen daher in eine Kennlinie mit logarithmischer Teilung aufgetragen werden.

Messschaltung:

Schaltungsaufbau:

Ansicht geöffnet und mit Schaumgummiabdeckung gegen einfallendes Fremdlicht

Auswahl
des
Lämpchens

Das Lämpchen wurde anwendungsgebunden an die Messung "Effektivwertbestimmung einer nicht sinusförmigen Spannung" angepasst. Die Messanordnung soll später auch als Messgrößenumformer zur Messung des Effektivwerts der Spannung einer Gleichrichterschaltung geeignet sein. Die Trafospannung bei dieser Messübung ist umschaltbar und hat maximal 24 Volt. Wir verwenden daher ein Lämpchen mit den oben angegebenen Daten. Fällt diese Anwendung weg, kann ein beliebiges Lämpchen verwendet werden.

Für die Helligkeit können wir  als Maß nur die Spannung des Lämpchens heranziehen. Mit dem Datenblatt des LDR 07, können wir dann auf die Helligkeit des Lämpchens bei den verschieden Spannungen schließen. Mit diesem Wissen kann der LDR auch als Helligkeitsmesser kalibriert und verwendet werden.

Bei der Messung des Lämpchens selbst zum Thema nichtlinearen Widerstände, wurde ja bereits die Temperatur der Metallwendel des Lämpchens, in Abhängigkeit von der Spannung, berechnet. Aus der Temperatur können wir auf das Farbspektrum Schlüsse ziehen. Dieses kann mit einem Lichtspaltspektrometer bestimmt werden (siehe Physik).

Das Lämpchen und der LDR haben eine "Trägheit". Zum Ablesen der Messergebnisse muss auf den thermisch eingeschwungenen Zustand gewartet werden.