In der Elektrotechnik und in der Elektronik sind passive Bauelemente oft unverzichtbar. Sie sorgen für genau begrenzten Strom, eine saubere Spannungsglättung, die richtige Versorgungsspannung oder die galvanische Trennung von Stromkreisen.

Lesen Sie hier, was passive Bauelemente sind, wie sie funktionieren und welche Typen und Bauformen es gibt.

Widerstände

Widerstände oder Resistoren begrenzen oder regeln den elektrischen Stromfluss in einem Schaltkreis. Sie erzeugen eine Spannung über ihren Anschlüssen, und zwar proportional zum durchfließenden Strom. Angegeben wird der Widerstandswert in Ohm.

Ein typisches Beispiel für die Strombegrenzung ist die Stromversorgung von LEDs. Mit Vorwiderständen lassen sich diese vor Überstrom schützen. Als Spannungsteiler – realisiert durch die Kombination von zwei oder mehr Resistoren in Serie – ermöglichen sie die gezielte Einstellung von Spannung an verschiedenen Punkten des Schaltkreises.

In Verbindung mit Kondensatoren oder Induktivitäten ist die Konstruktion von Filtern möglich, zum Beispiel zur Beeinflussung von Signalen in Abhängigkeit von ihrer Frequenz.

Widerstände lassen sich aber auch zur Wärmeerzeugung nutzen. Sie wandeln dabei elektrische Energie in Wärme um, in der Regel als Heizelement.

Induktivitäten

Induktivitäten, oft auch als Spulen oder Drosseln bezeichnet, gehören ebenfalls zu den passiven Bauelementen. Sie sind darauf spezialisiert, Energie in einem Magnetfeld zu speichern. Das grundlegende Prinzip basiert auf dem Phänomen der elektromagnetischen Induktion:

Ändert sich der Strom, der durch die Spule fließt, induziert dies eine Spannung, die der Stromänderung entgegenwirkt. Die Stärke dieser induzierten Spannung ist proportional zur Änderungsrate des Stroms und zur Anzahl der Windungen in der Spule. Dieser Effekt wird in Transformatoren genutzt: Zwei oder mehr Induktivitäten sind hier miteinander gekoppelt. Der Wechselstrom überträgt sich von einer Spule zur anderen und transformiert dabei die Spannung und den Strom, je nach Ausführung aufwärts oder abwärts. Die Fähigkeit einer Induktivität, Energie in ihrem Magnetfeld zu speichern, wird in Henry ausgedrückt.

Das Induktivitätsvermögen hängt von mehreren Faktoren ab, neben der Anzahl der Windungen gehören dazu die Querschnittsfläche der Spule, die Länge und das Material des Kerns, um den der Draht gewickelt ist. Ein Kern aus ferromagnetischem Material kann den Induktivitätswert erheblich erhöhen.

Im Einsatz als Filter können diese passiven Bauelemente Hochfrequenzstörungen eliminieren, bei der Energiespeicherung ähnlich wie Kondensatoren agieren und bei der Strombegrenzung die Änderungsrate des Stroms in einem Kreis limitieren. In Verbindung mit Kondensatoren lassen sich induktive Bauteile zu einem Schwingkreis schalten. Diese Kreise dienen in der Funktechnik zur Erzeugung oder zum Empfang von Radiowellen einer bestimmten Frequenz.

Eine besondere Form induktiver passiver Bauelemente sind sogenannte Klappferrite. Es handelt sich dabei um elektronische Komponenten zur Unterdrückung hochfrequenter elektromagnetischer Interferenzen oder kurz EMI auf Kabel. Sie bestehen aus einem Ferritmaterial, das hochfrequente Energie absorbiert und in Wärme umwandelt. Klappferrite leisten damit einen Beitrag zur elektromagnetischen Verträglichkeit beziehungsweise EMV. Klappferrite sind zweiteilig konstruiert und lassen sich über einen Klickverschluss am Kabel fixieren.