| Verpolungsschutz mit DiodenBei vielen elektrischen bzw. elektronischen Geräten besteht die Notwendigkeit, die Versorgungsspannung immer wieder neu anzuschließen. Hierzu zählen
z.B. batteriebetrieben Geräte. Nicht selten besteht bei solchen Geräten das Umpolung-Risiko, wo die Plus- und Minuspole vertauscht werden. Als Konsequenz einer
Verpolung kann die angeschlossene Elektronik beschädigt werden.
Verpolungsschutz mit einer Diode (Reihenschaltung)Zu den einfachsten Lösungen zählt sicher die Anwendung einer einzigen Gleichrichterdiode. Sie wird in Flussrichtung in Reihe mit dem Verbraucher
verschaltet. Diese Lösung ist äußerst preiswert. Die hier eingesetzte Diode muss so ausgewählt werden, dass sie den vom Verbraucher benötigten Strom problemlos
verarbeiten kann. Der Nachteil der Schaltung ist der Spannungsabfall an der Diode, der bis 1 V betragen kann. Die Diode liefert jedoch einen sicheren Schutz des
Verbrauchers im Falle einer vertauschten Polarität. Bei vertauschter Polarität wird der Stromfluss komplett gesperrt.  Verpolungsschutz mit einer Diode (Reihenschaltung) Verpolungsschutz mit einer Diode (Parallelschaltung)Eine andere Alternative bildet eine Komposition, die aus einer Gleichrichterdiode und einer Sicherung besteht. In diesem Fall wird die Diode in
Sperrrichtung parallel zu dem Verbraucher verschaltet. Die Sicherung wird wie in dem ersten Beispiel in Reihe mit dem Verbraucher angeschlossen. Der Spannungsabfall
an der Sicherung kann vernachlässigt werden. Sobald die Polarität vertauscht wird, entsteht über die Diode ein Kurzschluss und die Sicherung brennt durch. Der Nachteil
der Schaltung ist die Sicherung, die ggf. ausgetauscht werden muss.  Verpolungsschutz mit einer Diode (Parallelschaltung) Verpolungsschutz mit vier Dioden (Brückenschaltung)In dem folgenden Versuch testen wir einen Verpolungsschutz, der aus vier Gleichrichterdioden aufgebaut wird. Die Verschaltung der einzelnen Dioden
sieht wie folgt aus: 
Diese Anordnung der Dioden ist bekannt als Brückengleichrichter oder als Graetz-Schaltung, benannt nach dem deutschen Physiker Leo Graetz. Der große
Vorteil der Schaltung ist nicht nur die Tatsache, dass sie einen Verpolungsschutz bietet. Sie korrigiert sozusagen zusätzlich den Stromfluss. Auch wenn man die
Versorgungsspannung falsch anschließt, spielt das für den Verbraucher keine Rolle. Seine Funktionalität wird in keiner Weise beeinträchtigt. Das System erhält
immer Spannung mit der richtigen Polarität. Dank dem Brückengleichrichter weist die Spannung auf den Stromversorgungsleitungen unabhängig von der Richtung, in
der die Versorgungsspannung an das Gerät angelegt wird, die richtige Polarität auf. Diese Tatsache wird auf den folgenden
Bildern veranschaulicht:  Stromfluss (richtige Polarität)  Stromfluss (falsche Polarität) Der Nachteil der Lösung (und auch anderen Dioden-Lösungen) ist die geringe Energieeffizienz. An jeder Siliziumdiode haben wir einen Spannungsabfall
von etwa 0,7 V. Dieser Spannungsabfall bedeutet, dass wir hier auch mit entsprechendem Leistungsverlust zu tun haben. Bei einem Strom von 1A beträgt der
Verlust 0,7W, bei zwei Dioden sind es 1,4 W.
Schaltplan
Am Ausgang der Schaltung ist eine Leuchtdiode (LED 3) mit Vorwiderstand als Endverbraucher angeschlossen. Diese Leuchtdiode soll immer aufleuchten,
wenn Spannungsversorgung angeschlossen wird und zwar unabhängig von der aktuellen Polarität an der Spannungsquelle. Mit dem Schalter S1 kann die Polarität am
Eingang der Schaltung geändert werden. Bei unbetätigtem Schalter leuchtet die Leuchtdiode LED1 auf. Bei betätigtem Schalter wird die Polarität getauscht. In
dieser Schalterstellung leuchtet die Leuchtdiode LED2 auf. Die Schaltung schützt demnach nicht nur vor einer falscher Verpolung am Eingang, sie sorgt auch dafür,
dass der Verbraucher immer richtig mit Spannung versorgt wird. Testschaltung KurzvideoKurzvideo Weitere Themen:
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