Mit Hilfe eines Fotowiderstandes wird eine Glühlampe durch das Anzünden mit dem Feuerzeug zum Leuchten gebracht. Dabei wird die Helligkeit der Glühlampe in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit bzw. dem Feuerzeug betrachtet.

• Fotowiderstand

• 9V-Blockbatterie

• Regelbarer Widerstand (0−100 Ω)

• 2 Transistoren (BC 547)

• Glühlampe 6 V (Stromstärke max. 0,07 A)

• Gehäuse

Die Schaltung wird so in ein Kästchen verbaut, dass der Fotowiderstand unter einem Loch im Kästchen unter der Glühlampe eingebaut ist. Dabei sollte nur die Glühlampe zu sehen sein und der Rest im Kästchen versteckt werden.

Ein Feuerzeug wird unter die Glühlampe und damit über den Fotowiderstand gehalten. Dadurch beginnt die Lampe zu leuchten. Zum Ausschalten der Lampe wird das Feuerzeug ausgepustet.

Bei präziser Einstellung des Fotowiderstandes und des zusätzlichen Ohm’schen Widerstandes: Das Feuerzeug kann weggenommen werden. Dann kann die Lampe „ausgepustet“ werden.

Nachdem das Phänomen beobachtet wurde: Nun kann die Helligkeit variiert werden. Dafür kann das Feuerzeug bewegt werden und auch die Umgebungshelligkeit verändert werden.

Wenn das Feuerzeug unter die Glühlampe gehalten wird, leuchtet das Lämpchen. Wenn das Feuerzeug ausgepustet wird, geht auch das Lämpchen wieder aus. Es wirkt, als würde die Glühlampe vom Feuerzeug angezündet werden.

Wenn die Umgebung hell ist, leuchtet das Lämpchen auch ohne, dass das Feuerzeug angehalten wird, ein bisschen. Je näher das Feuerzeug zum Kästchen bewegt wird, desto heller leuchtet das Glühlämpchen. Wenn das Feuerzeug an die Seite vom Glühlämpchen gehalten wird, leuchtet das Lämpchen nicht.

Die Schaltung ist so gebaut, dass die Glühlampe leuchtet, wenn der Fotowiderstand beleuchtet wird. Der Fotowiderstand ist ein Halbleiterwiderstand, welcher leitend wird, wenn er beleuchtet wird. Wenn der Fotowiderstand stark beleuchtet wird, wird der Widerstand gering. Wenn Photonen auf den Fotowiderstand fallen, werden Elektronen aus dem Valenzband auf das Leitungsband gehoben, wodurch der Widerstand seine Leitfähigkeit erhält. Die Energie, die zum Anheben auf das Leitungsband benötigt wird, kommt vom Licht. Daher führt eine hohe Intensität des Lichtes zu einer großen Anzahl Elektronen auf dem Leitungsband. Daraus folgt, dass bei großer Lichtintensität der Widerstand gering ist und die Glühlampe heller leuchten kann.

Die Transistoren sind elektrische Bauteile zur Verstärkung des Stroms, damit das Lämpchen leuchten kann. Zudem funktionieren sie als Schalter. Ist der Fotowiderstand nicht leitend, ist der Schwellwert an der Spannung an der Basis-Emitter-Strecke nicht gegeben und es fließt kein Basisstrom. Dadurch kann auch kein Kollektorstrom fließen und die Lampe kann nicht leuchten. Erst wenn der Fotowiderstand leitend ist, fließt der Kollektorstrom und das Lämpchen kann leuchten.

Wenn das Feuerzeug den Fotowiderstand beleuchtet und dieser leitend wird, wird über die Transistoren ein Stromfluss erzeugt, der ausreicht, das Lämpchen leuchten zu lassen. Je nach Intensität des Lichts auf dem Fotowiderstand leuchtet die Lampe heller oder dunkler. Wenn es gut funktioniert, kann das Feuerzeug weggenommen werden, so dass das Lämpchen den Fotowiderstand selbst beleuchtet. Wenn nun das Glühlämpchen „ausgepustet“ wird, also gegen das Lämpchen gepustet wird, schwingt es zur Seite, wodurch es den Fotowiderstand nicht mehr beleuchtet und das Lämpchen nicht mehr leuchten kann.

Wenn das Feuerzeug direkt vor dem Fotowiderstand ist, treffen sehr viele Photonen auf den Fotowiderstand. Dadurch werden viele Elektronen frei und der Stromfluss ist groß. Sobald das Feuerzeug etwas vom Glühlämpchen wegbewegt wird, fallen nur noch weniger Photonen auf den Fotowiderstand und die Anzahl Elektronen wird kleiner und somit auch der Stromfluss geringer.

Somit verändert sich die Helligkeit des Glühlämpchens, wenn das Feuerzeug vor dem Fotowiderstand bewegt wird, da so die Anzahl Photonen, die Elektronen auslösen, variiert.

Hält man das Feuerzeug neben das Glühlämpchen, um es „anzuzünden“, leuchtet das Lämpchen nicht, da dort die Flamme zu weit vom Fotowiderstand entfernt ist und nicht ausreichend Photonen auf den Fotowiderstand treffen können.

Ist die Umgebung sehr hell, beleuchtet diese den Fotowiderstand bereits ein wenig, wodurch das Lämpchen ein bisschen leuchtet.

Fazit:

Das Glühlämpchen kann zum Leuchten gebracht werden, wenn das Feuerzeug darunter gehalten wird, da dann der Fotowiderstand beleuchtet wird und leitend wird. Je heller die Intensität des Lichtes, welches den Fotowiderstand beleuchtet, desto kleiner wird der Widerstand und damit verbunden desto heller leuchtet das Lämpchen.

• Den Raum verdunkeln, damit die Umgebungshelligkeit den Fotowiderstand nicht beleuchtet und das Leuchten des Glühlämpchens gut sichtbar wird.

• Regelbaren Widerstand einbauen, damit dieser je nach Helligkeit im Raum angepasst werden kann.