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Elektrotechnik - Symmetrie der Strom-Spannungs-Kennlinie

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Elektrotechnik

Symmetrie der Strom-Spannungs-Kennlinie

Anhand der Strom-Spannungs-Kennlinie lässt sich bei nichtlinearen Widerständen bestimmen, ob symmetrische oder unsymmetrische Schaltelemente verbaut wurden. 

Symmetrische Schaltelemente

Bei symmetrischen Schaltelementen weist die Kennlinie bezüglich der Nullachse eine Symmetrie auf. Es ist daher für den Wert des Widerstandes nicht relevant in welche Richtung der Strom fließt. 

Kennlinie eines symmetrischen nichtlinearen Widerstandes
Kennlinie eines symmetrischen nichtlinearen Widerstandes

Unsymmetrische Schaltelemente

Im Gegensatz zu Kennlinien von symmetrischen Schaltelementen weisen unsymmetrische Schaltelemente keine symmetrische Kennlinie bezüglich der Nullachse auf. Hier ist der Widerstand eindeutig abhängig von der Stromrichtung. Wie sich dies in Kennlinien äußert sei in der nachfolgenden Abbildung verdeutlicht. Sie sehen auf der linken Seite eine Abbildung der U-I-Kennlinie einer Glimmlampe und auf der rechten Seite die Abbildung der I-U-Kennlinie einer Si-Diode inkl. zugehörigem Schaltzeichen. Beide Linien, so unterschiedlich sie auch sind, haben die Gemeinsamkeit, dass Sie nicht durch den Ursprung verlaufen. 

Kennlinie unsymmetrischer nichtlinearer Widerstände
Kennlinie unsymmetrischer nichtlinearer Widerstände

Einsatzmöglichkeiten

Weist ein Schaltelement eine nichtlineare Strom-Spannungs-Kennlinie auf, so eignet es sich besonders zu Regelzwecken. Es wird beispielsweise dafür eingesetzt, dass die bei einer Spannungserhöhung auftretende Stromerhöhung durch die Erhöhung des Widerstandes begrenzt wird. 
Vorzugsweise setzt man hierbei Kaltleiter ein, da sie im kalten Zustand besser leiten als im warmen Zustand. 

Liegt bei einem Widerstand ein Verhalten mit negativen Temperaturkoeffizienten vor, so kann auch dieser zu Regelzwecken verwendet werden, wird dann aber als Heißleiter oder Thermistor bezeichnet.