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Elektrische Grundlagen

Für die Modelleisenbahn braucht man ein wenig elektrische Grundlagen. Je mehr man rumbastelt, desto mehr. Darum habe ich hier die wichtigsten Fakten , welche für die Modellbahn von Bedeutung sind, zusammengetragen. Es fängt schon mit der Art des Stromes an und zieht sich hin bis zu fertigen Schaltungen. Diese Seite wendet sich an die Modellbahner, die mit dem Thema nicht so vertraut sind, deshalb ist auch alles so einfach wie möglich erläutert. Einen guten Erstüberblick zum Thema Stromkreis bietet die Wikipedia. Die Links führen zu den entsprechenden Artikeln in der deutschen Wikipedia, zum Weiterlesen.

Gleichstrom

Gleichstrom ist eine der beiden Stromarten. Er ändert weder seine Richtung noch seine Stärke, er bleibt einfach gleich. Der Gleichstrom entsteht durch Elektrochemie, Solarzellen  oder wird aus Wechselstrom mittels eines Gleichrichters gleichgerichtet. Mit Gleichstrom kann man keinen Trafo betreiben, dazu muss er erst in Wechselstrom umgewandelt werden. Aber Motoren kann man sehr gut damit betreiben. Und Leuchtdioden, weil denen tut Wechselstrom nicht so gut. Gleichstrommotoren werden in der Hauptsache bei der Modelleisenbahn verwendet, weil man mit einem einfachen Steuergerät die Richtung und Geschwindigkeit steuern kann. Selbst bei der digitalen Steuerung bleibt für den Motor am Ende nur Gleichstrom übrig.

Wechselstrom

Wechselstrom ist die andere wichtige Stromart. Er ändert seine Richtung und Stärke in einer bestimmten Frequenz. Der Wechselstrom entsteht durch die Induktion in einem Generator. Das ist im einfachsten Fall ein Leiter, der sich in einem Magnetfeld dreht. Dabei schneidet der Draht an den Stellen, die den magnetischen Polen am nächsten sind, die meisten Magnetfeldlinien und dadurch wird am meisten Strom induziert. An den Seiten werden kaum Linien durchschnitten und deshalb wird dort keine Spannung induziert. Aber der Draht bewegt sich ja weiter zum anderen Pol und die Spannung nimmt wieder zu. Wechselstrom hat den Vorteil, dass er beliebig transformiert werden kann. Und er kann gut gleichgerichtet werden. In der Modelleisenbahn gibt es nur einen wichtigen Hersteller, der auf Wechselstrom setzt.

Schalter

Schalter sind Elemente in einem Stromkreis, die den Stromkreis schließen und damit auch eine Funktion auslösen. Größere Schalter sind auch im Hause verbaut, unter anderem als Lichtschalter. Für die Modellbahn kommen aber normalerweise kleinere Schalter zur Anwendung, weil auch nicht so große Ströme geschaltet werden müssen. Die Schalter können Schließer, Öffner oder Wechsler sein. Und sie können auch mehrere dieser Gruppen enthalten, z.B. 2 Wechsler

Taster

Taster sind Schalter, welche nur im Moment der Betätigung ihre Funktion ausüben, normalerweise durch Druck auf eine Taste (Knopf). Lässt man die Taste los, kehrt  der Schalter in seine Ausgangsfunktion zurück. Taster können Öffner oder Schließer sein oder sogar Wechsler sein. Damit kann man gut Weichen oder Relaisschaltungen aktivieren.

Schließer

Schließer sind die normalen Schalter. Man nennt sie auch Ein-Aus Schalter. Sie sind im Ruhezustand offen. Beim Schließer wird durch die Betätigung der Kontakt geschlossen und damit auch der Stromkreis geschlossen. So wird dann z.B. das Licht in dem Stromkreis angeschaltet. Oder wieder ausgeschaltet.

Schalter für die Modelleisenbahn
Schließer

Öffner

Öffner sind Schalter oder Taster, die im Ruhezustand geschlossen sind. Durch Betätigung werden sie geöffnet. Sie kommen besonders bei Relaisschaltungen zum Einsatz.

Schalter für die Modellbahn
Öffner

Wechsler

Wechsler sind Schalter oder Taster, die über einen Öffner und einen Schließer verfügen. Damit kann ein Stromkreis umgeschaltet werden. Mit einem doppelten Wechsler kan die Polarität von Gleisen umgeschaltet werden.

Relais

Relais sind elektrisch betriebene Schalter. Mit einem Schalter oder Taster wird die Spule des Relais mit Strom versorgt. Durch das entstehende Magnetfeld wird ein Schalter betätigt. Bei einem monostabilen Relais wird der Schaltzustand wieder geändert, wenn kein Strom mehr durch die Spule fließt. Bistabile Relais behalten ihren Schaltzustand auch, wenn kein Strom mehr durch die Spule fließt, wie z.B. im Haus ein Treppenlichtautomat. EIn bistabiles Relais kann auch zwei Spulen haben, die abwechselnd den Schaltzustand des Relais ändern. Relais werden üblicherweise mit Gleichstrom betrieben.

Relais für die Modelleisenbahn
Relais