In Rundfunkempfängern verwendete elektronische Bauteile

Aus was besteht ein Radio?

Neben Mechanikteilen wie Gehäuse, Kabeln, Blech-Chassis, Platine etc. ist ein Rundfunkemfänger mit unterschiedlichen elektronischen Bauteilen aufgebaut.
Um sich einen Eindruck zu verschaffen, wie groß solche Bauteile früher waren und wie klein sie heute sind, haben wir in der Ausstellung zwei Gläser mit Bauteilen ausgestellt.
Im großen Glas sind historische Bauteile drin, wie sie um 1935 verwendet wurden.
Im kleinen Glas sehen Sie aktuelle Bauteile: Das unten drin ist kein Staub, auch das sind Bauteile!

Die wichtigsten elektrischen Bauteile

Wir möchten Ihnen die wichtigsten Elektronikteile hier kurz vorstellen, ohne tief in theoretische Grundlagen einzutauchen.

Widerstände

Oben sehen Sie einen typischen bedrahteten Widerstand. Der Grundkörper ist knapp 1 cm groß.
Darunter befindet sich ein SMD-Widerstand: SMD-Teile haben keine Anschlussdrähte. Sie werden direkt mit den Kontaktflächen auf die Oberfläche einer Platine gelötet.
Daher auch die Bezeichnung SMD: Surface Mountable Device, also oberflächenmontierbares Bauteil.

Diese Bauteile bestimmen, wieviel Strom im entsprechenden Schaltungsteil fließt.

Eine Sonderform des Widerstands ist das Potentiometer:
Mit der Achse verbunden ist ein Schleifer, der über eine Widerstandsbahn bewegt werden kann.
Solche "Potis" stecken zum Beispiel meist hinter einem Lautstärke-Einstellknopf - zumindest, solange diese Einstellung noch analog erfolgt.

Der elektrische Widerstand wird in Ohm gemessen, Formelzeichen Ω.

Kondensatoren

Abgebildet sind unterschiedliche Kondensatoren unterschiedlichen Alters und für unterschiedliche Funktionen.
Der kleine Würfel links unten ist ein SMD-Kondensator. Eigentlich ist der abgebildete SMD-Kondensator mit seiner gut 5,5 mm Länge immer noch groß; die meisten der heute verwendeten Kondensatoren sind nur noch 0,5 bis 1 mm klein!
Sie müssen so klein sein, um handliche Geräte bauen zu können. In einem aktuellen Smartphone können 1500 Stück davon enthalten sein, wie der Verfasser von einem Bauteile-Händler erfahren hat.

Kondensatoren speichern elektrische Spannung.
Sie bestehen aus zwei benachbarten, aber voneinander isolierten Platten bzw. Elektroden. Gleichstrom, wie ihn zm Beispiel eine Batterie liefert, kann wegen dieser Isolierung nicht hindurchfließen.
Anders sieht es bei Wechselstrom aus:
Der Wechselstrom wechselt mehr oder weniger häufig seine Richtung und lädt so den Kondensator um.
Damit kann also Wechselstrom das Bauteil passieren - je höher dessen Frequenz, desto einfacher.

Die Größe des Kondensators, also seine Speicherfähigkeit elektrischer Ladung, wird in Farad angegeben. In Radios verwendet werden Größen von 0,000 000 000 001  bis 0,0022 F.
Sie sehen, die Zahlen sind leicht unhandlich - daher werden die Werte in Pikofarad (pF) angegeben, wenn man auf die zwölfte Nachkommastelle kommt, Nanofarad (nF) für die neunte Nachkommastelle und Mikrofarad (μF) für die sechste Nachkommastelle.
Im Radio findet man Kondensatoren von 1 pF bis 100 pF im Hochfrequenzteil, Werte von etwa 10 nF bis etwa 1 000 μF im Audio-Verstärker-Teil und die ganz großen von 1 000 μF oder mehr im Netzteil.

In ganz alten Empfängern findet man auch Kondensatoren, die z. B. mit "1000 cm" beschriftet sind. Früher wurde die Kapazität teilweise wirklich in Zentimeter angegeben, wobei 1 cm etwa 1,1 Pikofarad entspricht.

Spulen

Spulen gibt es in so zahlreichen Ausführungen, weswegen wir uns hier im Bild auf ein handgewickeltes Exemplar beschränken.

Kondensatoren speichern Spannungen, Spulen speichern Ströme:
Wenn Strom durch einen elektrischen Leiter fließt, bildet sich um diesen herum stets ein Magnetfeld. Dessen Stärke hängt direkt von der Stromstärke und von der Windungszahl im Quadrat ab.
Für Gleichstrom ist die Spule nichts anderes als ein Stück Draht - also ein Kurzschluss. Es entsteht ein konstantes Magnetfeld, das nichts weiter bewirkt, außer, dass es eben da ist (und sich den Strom sozusagen merkt).
Bei Wechselstrom ist das anders:
Dieser baut das Magnetfeld auf und dann wieder ab, um es dann in umgekehrter Richtung auf- und wieder abzubauen.
Dieses Auf- und Abbauen ist nichts anderes, als Energie in das Magnetfeld zu stecken und sie beim Abbauen des Magnetfelds wieder herauszuziehen.
Dieser Vorgang bremst den Stromfluss - und zwar umso mehr, je höher die Frequenz des Wechselstromes ist.

Die Stromspeicherfähigkeit von Spulen nennt man Induktivität, sie wird in Henry gemessen.
In Radios werden, ähnlich wie bei Kondensatoren, erheblich kleinere Werte als ein Henry benötigt, eher Nanohenry (nH) bis Mikrohenry (μH).
Die abgebildete Spule ist etwa 1 cm groß und hat etwa 500 nH, also 0,000 000 5 H.

Schwingkreis

Jetzt kommen wir auf den Punkt!
Schaltet man eine Spule und einen Kondensator zusammen, passiert etwas Sonderbares:
Das Gebilde besitzt stets eine Frequenz, bei der sich die elektrische Umladung des Kondensators und die Magnetfeld-Umladung durch den Strom der Spule sozusagen ergänzen.
Der Strom aus der Spule lädt den Kondensator, bis das Magnetfeld abgebaut und der Strom Null ist. Dann ist der Kondensator geladen.
Wir erinnern uns - für Gleichspannung ist die Spule wie ein Kurzschluss. Der Kondensator beginnt also unmittelbar, sich wieder durch die Spule zu entladen, was in der Spule wieder ein Magnetfeld aufbaut, dieses Mal in umgekehrter Richtung.
Und so weiter.
Wichtig bei dieser Anordnung ist die sich ergebende "Resonanzfrequenz", welche in Rundfunkempfängern an sehr vielen Stellen benötigt wird.
Zum Beispiel muss das Gerät irgendwie auf die Sendefrequenz des Senders abgestimmt werden. Das passiert mit genau so einem Schwingkreis.

Die im Bild oben gezeigte Spule und ein kleinerer Kondensator können zum Beispiel für einen Schwingkreis verwendet werden, der mit einer UKW-Frequenz schwingt.

Es gilt: Je größer die Spule und/oder der Kondensator, desto niedriger ist die Resonanzfrequenz.

Will man die Resonanzfrequenz eines Schwingkreises verstellbar machen, muss entweder der der Wert der Induktivität der Spule oder der der Kapazität des Kondensators verändert werden.
Man kann letzteres mit einem Drehkondensator machen, welcher eine Sonderbauform des Kondensators darstellt:

Drehkondensator

Bei einem Drehkondensator lässt sich dessen Wert, also seine Kapazität durch Drehen einer Achse verändern.

Wie prinzipiell die gewöhnlichen Kondensatoren auch, besteht ein Drehkondensator aus voneinander isolierten Platten.
Das Besondere an diesem Exemplar: Man sieht die einzelnen Platten. Jede zweite Platte ist fest, während die anderen Platten von den anderen durch die Luft dazwischen isoliert sind. Alle festen Platten sind elektrisch miteinander verbunden und stellen einen Pol (Anschluss) des Kondensators dar, und die beweglichen Platten sind ihrerseits miteinander verbunden und bilden den anderen Pol.
Diese beweglichen Platten sind an der Achse befestigt und können damit ein- und ausgeschwenkt werden.
So wird die Kapazität des Kondensators verstellt.

Bei einfachen Radios steckt hinter dem Senderwahl-Knopf ein Drehkondensator.

Dioden

Dioden lassen Strom nur in einer Richtung durch. Es gibt Halbleiter-Dioden, so wie die zwei typischen abgebildeten Exemplare, und auch Röhren-Dioden.
Da sie Strom nur in eine Richtung durchlassen und so aus Wechselstrom Gleichstrom (wenn auch nicht ganz ruhigen Gleichstrom) machen, werden sie auch als Gleichrichter bezeichnet.

Neben der gleichrichtenden Wirkung werden sie in Rundfunkempfängern insbesondere als so genannter Demodulator verwendet - so nennt sich das Teil, das Tonsignale aus den Hochfrequenzsignalen eines Senders herausfischt.
Auch der Kristall in einem Kristalldetektor in der Glasvitrine in der Raummitte (K) ist eine Diode.

Transformator

Ein Transformator besteht aus zwei (oder mehr) magntisch miteinander verkoppelten Spulen.

Auch Übertrager genannt, dient er dazu, Signale zu übertragen. Das Besondere: Die Spannung der Signale kann dabei hoch- oder heruntertransformiert werden, daher der Name.
In Netztransformatoren wird meist heruntertransformiert - zum Beispiel von 230 V auf 5 V.
Das abgebildete Exemplar diente allerdings dazu, ein Tonsignal von einer Röhren-Ausgangsstufe an den Lautsprecher anzupassen.

Transistor und Röhre

Lesen sie weiter im Artikel Röhrt ein Röhrenradio? - Von Röhren und Transistoren.

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