Leserartikel Info: wie funktionieren Netzteile überhaupt?

[Buggie]

Hi liebe Community ,

falls ihr euch schon immer gefragt habt wie so ein Netzteil in eurem Rechner überhaupt funktioniert, dann seid ihr hier genau richtig

Dies ist eine kleine Beschreibung über Netzteile so wie ich sie in meiner Lehre kennengelernt hab.
( Ein bisschen abgespeckt und mit wenig Fachwörtern so das es jeder verstehen dürfte.)

Als Vorwort erkläre ich euch zunächst den Unterschied zwischen Spannung(U in Volt, Stromstärke ( I in Ampere) und den ohmschen Widerstand ( R in Ω ).

Spannung: Spannung ist (vorzustellen) die Kraft mit der Elektronen ( Bestandteil eines Atoms) auseinander gezogen werden bzw. die Kraft mit der sie sich anziehen.
Zb in einer Batterie sind auf dem + Pol viele Elektronen drinnen, im - Pol gar keine. Nun versuchen diese sich auszugleichen, dabei wollen die Elektronen vom +Pol in den - Pol wandern. Die Elektronen gleichen sich dabei also aus. Um so mehr Elektronen noch im + Pol sind, um so mehr Spannung liegt auch an
Merke: ohne Spannung kann auch kein Strom fließen! gemessen wird die Spannung in Volt (V)

Stromstärke: Die Stromstärke gibt an, wie viele Elektronen pro Zeiteinheit fließen.
Merke: gemessen wird die Stromstärke in Ampere (A).

Widerstand: Der ohmsche Widerstand, lässt (vorstellungsweise) weniger Elektronen pro Zeiteinheit ( also weniger Strom ) durch.
Merke: gemessen wird der ohmsche Widerstand in Ohm (Ω).

Spannung, Stromstärke und Widerstand stehen folgendermaßen miteinander in Verbindung (Ohmsches Gesetz)
Spannung= Stromstärke * Widerstand
bzw.
Stromstärke= Spannung/ Widerstand
bzw.
Widerstand= Spannung/ Stromstärke

-> um so höher die Spannung ( gleich bleibender Widerstand) um so höher auch die Stromstärke
-> um so höher der Widerstand ( gleichbleibende Spannung) um so niedrigerer die Stromstärke
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Wie wahrscheinlich die meisten von euch wissen, liegt in Deutschland im gesamten Stromnetz eine Wechselspannung von 230V mit einer Frequenz von 50 Hz an.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/diagramm/02080711.gif
( quasi ein Sinus der in der Sekunde 50 mal von + 230V bis -230 V schwingt)
Computer sowie viele anderen elektronischen Bauteile benötigen allerdings Gleichspannung, und genau deshalb gibt es Netzteile die, Spannungen aufbereiten.

Aufbau eines Netzteils:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ec/Prinzip-Netzteil.svg

Wenn ihr euren Pc einsteckt dann liegt die Wechselspannung mit 230V/50Hz an eurem Netzteil an.
Wenn die Spannung anliegt, wird sie durch die verschiedenen Punkte geführt, welche genau in dieser Reihenfolge stattfinden müssen:

1. Transformator
Ein Transformator ist ein aus 2 Spulen ( Kupferdrahtgewickel) bestehndes Bauteil.
Die Spulen sind galwanisch getrennt( berühren sich nicht).
Durch die Wechselspannung die anliegt, entsteht an der ersten Spule ein Magnetfeld. Durch dieses Magnetfeld entsteht an der anderen Spule auch eine Spannung. Diese kann entweder größer oder niedriger sein als die der ersten.

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Trafo-innenleben.jpg&filetimestamp=20100621182855

In unserem Pc-Netzteilen, hat die 2. Spule weniger Wicklungen als die erste, deshalb wird die Spannung hier heruntergedrosselt.
Die Spannung, die an der 2. Spule die nun anliegt hat zB. eine 12 V Wechselspannung mit einer 50 Hz Frequenz.

2. Gleichrichtung
Um von der Wechselspannung( sinus spannung) zu einer Gleichspannung zu kommen, wird bei der Gleichrichtung (basierend auf 4 Dioden) die untere Welle der Sinusspannung nach oben geklappt.

http://de.wikipedia.org/w/index.php...eichrichtung.svg&filetimestamp=20110208184435
( mittlere Zeichnung nicht beachten)

3. Glättung
Um die Schwingungen zu glätten wird parallel zu der Spannung ein Glättungskondensator geschalten. Diese besitzen eine hohe Kapazität ( menge der Energie die ein Kondensator speichern kann).

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4a/Gleichrichter.svg
(Die Stromimpulse müsst ihrnicht beachten)

4. Stabilisierung
Nun kommt die Spannung ( mit den Spannungs-Spitzen in ein Stabilisierungsbauteil.
zb. bei 12 V in einen LM7812.
Dieser verarbeitet die Spannung mit den Spitzen in eine schöne saubere Gleichspannung


5. Zusatzbeschaltung des Stabilisierungsbauteils
Hier wird ein Kondensator mit einer kleinen Kapazität eingesetzt, um mögliche Spannungsspitzen auszugleichen welcher der Stabilisierungsbaustein nicht nachkommen kann.


und genau das kommt dann in euren Rechner

http://www.bode-elektronik.de/Gleichspannung.jpg

soweit so gut, das wars von mir ich hoffe ich konnte euren Wissensdurst stillen, falls ihr noch Fragen oder Anregungen bzw. Kritik oder sonstiges habt schreibt mir gerne ein pm oder einen Kommentar

 

[Agent 1]

Wieso postest du nicht gleich einen Wikipedia Link?

 

[Buggie]

Weil der Wikipedia link zu 80% falsch ist und ich vermute das man aus dem hier viel schlauer wird als aus wikipedia

 

[Agent 1]

Hättest du dir die Mühe gemacht die Grafiken nach zu bauen oder einfach mit einer Quellenangabe direkt in den Text einzubauen dann wäre der Artikel deutlich lesenswerter. Das anklicken der Links stört den lesefluss doch sehr.

P.S: Nenn mir doch bitte mal die 80% Fehlinformation in diesem Wiki Artikel.

 

[kaka11]

Einfache Erklärungen ja gut, aber doch nicht so Schwachsinn wie hier!

Wie wahrscheinlich die meisten von euch wissen, liegt in Deutschland im gesamten Stromnetz eine Wechselspannung von 230V mit einer Frequenz von 50 Hz an.
http://www.elektronik-kompendium.de/...m/02080711.gif
( quasi ein Sinus der in der Sekunde 50 mal von + 230V bis -230 V schwingt)

Erstens liegt auf keinen Fall im gesamten deutschen Stromnetz 230VAC an! Die Höchstspannungsleitungen z.B. haben je nach Auslegung 380KV, 220KV, etc. Auch im Haushalt hat man nicht nur 230VAC, sondern z.B. bei der Haupteinspeisung dreiphasig 400VAC (Drehstrom).

Die Spannung 230VAC ist beileibe kein Sinus der 50 mal von +230VAC nach -230VAC schwingt!
Die Spannung bei Wechselstrom (auch Effektivwert genannt)

entspricht mathematisch der Wurzel aus dem Mittelwert über das Quadrat der Spannungs- bzw. Stromfunktion während einer ganzen Zahl von Perioden.

Quelle Wikipedia

Zb in einer Batterie sind auf dem + Pol viele Elektronen drinnen, im - Pol gar keine. Nun versuchen diese sich auszugleichen, dabei wollen die Elektronen vom +Pol in den - Pol wandern. Die Elektronen gleichen sich dabei also aus. Um so mehr Elektronen noch im + Pol sind, um so mehr Spannung liegt auch an

Elektronen sind negativ geladene Teilchen, also sind im Pluspol einer Batterie eben nicht viele Elektronen sondern im Minuspol. Auch muss unterschieden werden zwischen der technischen Stromrichtung und Elektronenfluss!
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Stromrichtung

Ich kann nur den Kopf schütteln über solche enormen Falschaussagen...

 

[Der Trollinator]

Nun versuchen diese sich auszugleichen, dabei wollen die Elektronen vom +Pol in den - Pol wandern.

Hier habe ich aufgehört zu lesen .

Danke für den Versuch, bitte wiederholen wenn mehr hängengeblieben ist. Soll nicht hart klingen, ist einfach nur Fakt - wenn du einen sooo informativen Artikel beitragen willst, dann bitte nicht mit so eklatanten Mängeln.

 

[Dr. Müller]

In unserem Pc-Netzteilen, hat die 2. Spule weniger Wicklungen als die erste, deshalb wird die Spannung hier heruntergedrosselt.
Die Spannung, die an der 2. Spule die nun anliegt hat zB. eine 12 V Wechselspannung mit einer 50 Hz Frequenz.

Schaltnetzteile arbeiten mit Frequenzen im kHz Bereich!!

 

[pstreiter]

€dit: Dr. Müller war schneller.

...und sie arbeiten im kHz Bereich, um die Induktivität L nach 2*Pi*f*L klein zu halten.

( quasi ein Sinus der in der Sekunde 50 mal von + 230V bis -230 V schwingt)

Das ist schon fast grausam - sorry.
Die 230V kommen doch wohl eher durch die verkettete Spannung 400V vom Hausanschluss (400V/sqrt3) und ist ein Effektivwert.

 

[Frosdedje]

Ich habe ihren Beitrag gelesen und bin beim Thema PC-Netzteile nicht schlauer geworden,
im Gegenteil: Da sind Sachen drin, die schlichtwegs falsch und daneben sind (Beispiele wurden schon bereits genannt, wobei ich noch diese Sachen zum Beispiel ankreiden würde:

a)

(basierend auf 4 Dioden)

Haben sie schon mal mehrere, verschiedene Netzteile von Innen betrachet?
Um Spannungen gleichzurichten, wird bei qualitativ ordentliche Netzteile eine
Gleitrichtbrücke (z.t auch mehrere) und keine vier Dioden, wie es bei Billig-Modelle
üblich ist, verwendet.

b) In dieser Reihenfolge, wie sie das darstellen, geht das so garnicht; Beispiel:
Zuerst geht es mit eine EMI-Filterung los, wo die Störungen aus den Stromnetz
gefiltert werden müssen und über die PFC, die heutzutage in viele Netzteile verwndet wird,
keine Details gemacht

 

[Tinpoint]

Frosdedje du hast recht, aber okay er hat die billigte Variante genommen^^




wenn man ganz kleinlich ist dann ligen an der Steckdose auch nicht immer 230V, 50Hz an


Ich empfehle dir auf keinem Fall das in 3DCenter zu posten