Wasser ist ein elektrischer Leiter. Das nutzen wir bei einem Feuchtefühler aus. Dieser signalisiert durch eine LED, dass die beiden Kontakte links mit Feuchtigkeit in Berührung kommen. Dazu reicht bereits die natürlich vorhandene Feuchtigkeit unserer Haut.

Mit dieser Schaltung lernen wir die Wirkungsweise eines Transistors kennen.

Feuchtefühler

Die Kollektor-Emitter-Strecke (grün) ist gesperrt, da über die Basis und den Emitter (blau) kein Strom fließt.
Allein durch das Berühren der Kontakte (links oben) fließt ein kleiner Strom, der ausreicht, dass der Transistor durchgeschaltet wird. Über C und E fließt ein Strom, die LED leuchtet.

Stromkreise
  • B: Basis
  • C: Kollektor
  • E: Emitter

Eine kleine Stromstärke über B und E reicht aus, dass über C und E ein deutlich größerer Strom fließen kann.

Die geringe Leitfähigkeit der Haut reicht bereits aus, um den Transistor durchzuschalten. Der Feuchtefühler signalisiert dies damit, dass die LED leuchtet.

Nehmen wir an, der Widerstand der Hautoberfläche liegt bei 100 kΩ. Dieser Wert hängt sehr stark davon ab, wie feucht unsere Hautoberfläche gerade ist. Kurz vor einer Klassenarbeit ist sie sicher etwas feuchter 😉.
Damit ergibt sich, dass bei einer angelegten Spannung von 4,5 V (Flachbatterie) ein Strom von ca. 0,05 mA fließt:

I = U / R
I = 4,5 V / 100000 Ω
I = 4,5/100000 A
I ≈ 0,05 mA

Der BC547 hat eine Gleichstrom-Verstärkung von 420 bis 800. Das bedeutet, dass der Strom durch C und E 420 bis 800 mal größer ist. Das bedeutet:

ICE = 420[800] x IBE
ICE = 420[800] x 0,05 mA
ICE = 21[40] mA

Eine Stromstärke von 20 mA reicht aus, um eine LED zum Leuchten zu bringen.

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