Bauteile kennenlernen

Öffne ein altes Radio oder schau auf die Platine eines kaputten Spielzeugs: Du siehst dutzende kleine Bauteile mit bunten Ringen, schwarzen Kappen und dünnen Beinchen. Jedes davon hat eine klare Aufgabe. Die schwarzen Kappen sind zum Beispiel Kondensatoren, sie speichern elektrische Ladung wie ein winziger Akku. Aus der Physik kennst du schon den Stromkreis und das Ohmsche Gesetz $U = R \cdot I$. Hier geht es zuerst um die drei Bauteile, die du am häufigsten brauchst: Widerstand, Diode und LED.

Der Widerstand: Bremse für den Strom

Der Widerstand ist das einfachste Bauteil: Er bremst den Strom auf einen gewünschten Wert. Sein Wert wird in Ohm gemessen und steht als Farbcode aus Ringen auf dem Gehäuse. Ein Widerstand hat keine Richtung, du kannst ihn beliebig herum einbauen. Mit dem Ohmschen Gesetz rechnest du aus, wie viel Strom bei einer bestimmten Spannung fließt. Nach dem Strom umgestellt lautet es $I = U / R$: An 100 Ohm und 5 V fließen also 5 geteilt durch 100, das sind 0,05 A.

Diode und LED: Strom nur in eine Richtung

Eine Diode ist ein Einbahnstraßenschild für den Strom: In eine Richtung lässt sie ihn durch, in die andere sperrt sie. Die LED ist eine Leuchtdiode, also eine Diode, die dabei Licht abgibt. Deshalb leuchtet eine LED nur, wenn du sie richtig herum anschließt. Das längere Beinchen gehört an den Pluspol. Und ganz wichtig: Eine LED darf nie direkt an die Batterie. Sie begrenzt den Strom kaum selbst und würde durchbrennen. Sie braucht immer einen Vorwiderstand, der den Strom auf ungefähr 20 mA begrenzt, das sind 0,02 A. Die LED selbst nimmt sich dabei eine feste Spannung von etwa 2 V, der ganze Rest der Batteriespannung fällt am Vorwiderstand ab.

Schaltzeichen lesen

Damit man Schaltungen nicht abmalen muss, gibt es Schaltpläne mit genormten Zeichen. Der Widerstand ist ein schlichtes Rechteck, in vielen amerikanischen Plänen stattdessen eine Zickzacklinie. Die Diode ist ein Dreieck mit Querstrich, das Dreieck zeigt in die Durchlassrichtung. Bei der LED kommen zwei kleine Pfeile dazu, die das abgestrahlte Licht andeuten. Die Batterie besteht aus einem langen Strich für Plus und einem kurzen für Minus. Wer diese Zeichen kennt, kann jeden einfachen Schaltplan lesen wie eine Landkarte.

Das Steckbrett: Basteln ohne Löten

Zum Ausprobieren brauchst du keinen Lötkolben. Ein Steckbrett hat viele Löcher, die in kurzen Reihen unsichtbar miteinander verbunden sind. Steckst du zwei Beinchen in dieselbe Reihe, sind die Bauteile verbunden. Die Rille in der Mitte trennt die beiden Hälften, über sie hinweg ist nichts verbunden. An den Rändern laufen lange Schienen für Plus und Minus entlang. So baust du eine Schaltung in Minuten auf, testest sie und steckst sie einfach wieder um, wenn etwas nicht passt.