Messungen an Wirkwiderständen

Lichtabhängiger Widerstand (LDR)

Beschreibung der Messmethode

Der LDR ändert seinen Widerstand helligkeitsabhängig. Wir benötigen ein "schwarzes Kasterl" in welches der LDR und eine Lichtquelle eingebaut werden. Wir schneiden uns  aus kupferbeschichteten Hartpapier die Teile dafür zu. Es ist optisch geeignet, leicht herzustellen und billig. Wir benötigen diesen Messaufbau nicht nur um die Eigenschaften des LDR durch eine Messung bestätigt zu bekommen, sondern auch zu einem anderen Zeitpunkt, zur Bestimmung des Effektivwertes eines nicht sinusförmigen Signals. Der LDR 07 ist schon ein älteres Bauelement, aber noch immer sehr brauchbar.

Hinweise
zur
Messung

Das Lämpchen wird an eine einstellbare Gleichspannungsquelle angeschlossen. Der Widerstand des LDR wird mit einem Ohmmeter, vom Dunkelwiderstand, bis zum Hellwiderstand gemessen. In diesem Bereich ist es interessant zu experimentieren. Obwohl uns das Kästchen lichtdicht verschlossen erscheint, reagiert der LDR auf Veränderungen in seiner Umgebung. Das infrarote Licht der Hand zeigt merklichen Einfluss auf seinen Widerstand. Der Dunkelwiderstand ist sehr hochohmig, der, Hellwiderstand sehr niederohmig. Die gemessenen Widerstandswerte des LDR müssen daher in eine Kennlinie mit logarithmischer Teilung aufgetragen werden.

Auswahl
des
Lämpchens
und
des LDR

Als Lämpchen verwenden wir hier ein Metalldrahtlämpchen. Dieses liefert in etwa das Lichtspektrum, in welchen auch der LDR 07 seinen Arbeitsbereich hat. Die Datenblätter des LDR 07 sind bereits schwierig zu bekommen. Der LDR 07 selbst aber noch immer ohne Problem zu beziehen und bestens für unsere Messung geeignet.

Wollen wir die Helligkeit des Lämpchens in Abhängigkeit der Spannung bei dieser Messung auch bestimmen,  benötigen wir das Datenblatt des LDR 07. Mit Hilfe des Datenblatts können wir über den von uns gemessenen Widerstand des LDR bei den verschiedenen Lämpchenspannungen, auf die Helligkeit Rückschlüsse ziehen. Eine Aussage über die Helligkeit als Messgröße können wir nur dann machen, wenn wir die bestrahlte Fläche und auch den Abstand mit einbeziehen. Mit diesem Wissen kann der LDR auch als Helligkeitsmesser kalibriert und verwendet werden.

Bei der Messung des Lämpchens selbst, zum Thema nichtlineare Widerstände, wurde ja bereits die Temperatur der Metallwendel des Lämpchens, in Abhängigkeit von der Spannung, berechnet. Aus der Temperatur können wir auf das Farbspektrum Schlüsse ziehen. Dieses kann mit einem Lichtspaltspektrometer bestimmt werden.

Der verwendetet LDR ist auf Cadmiumsulfid-Basis hergestellt. Er ist im Lichtspektrum dem menschlichen Auge ähnlich. Seine Nachteile sind seine hohe Trägheit und seine geringe Langzeitstabilität.  Sowohl Lämpchen als auch LDR haben eine "Trägheit". Zum Ablesen der Messergebnisse muss der thermisch eingeschwungenen Zustand abgewartet werden. Das bedeutet, dass abgewartet werden muss, bis der angezeigte Widerstandswert gleich bleibt.