transistor:nachtlicht:start
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Nachtlicht
Drückt man den Taster, so geht die LED ein. Lässt man ihn los, so bleibt die LED noch einige Sekunden lang hell, dann geht sie von selbst aus.
Erklärung
- Beim Drücken des Tasters überschreitet die Basisspannung des Transistors 0,7 V, daher schaltet der Transistor durch.
- Gleichzeitig wird der Kondensator geladen.
- Lässt man den Taster los, so entlädt sich der Kondensator über den $40\,\mathrm{k\Omega}$-Widerstand und die B-E-Strecke des Kondensators. Der Transistor bleibt durchgeschalten und die LED leuchtet weiterhin.
- Ist der Kondensator so weit entleert, dass die Spannung an der Basis des Transistors unter 0,7 V fällt, so sperrt der Transistor und die LED erlischt.
Wie lange dauert es mindestens, bis die LED ausgeht?
Der Kondensator wird über den $40\,\mathrm{k\Omega}$-Widerstand und den Transistor entladen. Angenommen, die B-E-Strecke des Transistors habe den Widerstand $0\,\mathrm \Omega$ (was unrealistisch ist…), dann hat die Spannung am Kondensator folgenden zeitlichen Verlauf: $$U(t) = U_0 \cdot e^{\frac{-t}{R\cdot C}}=5\,\mathrm V \cdot e^{\frac{-t}{40\,\mathrm{k\Omega}\cdot 470\mathrm{uF}}} = 5\,\mathrm V \cdot e^{\frac{-t}{18,8\mathrm s}}$$ $$\Rightarrow t = -18,8\,\mathrm s \cdot ln(\frac{U(t)}{5\,\mathrm V})$$
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