Schwellenwert
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Als Schwellenwert wird der kleinste Wert einer physikalischen, physiologischen oder sonstigen Größe bezeichnet, der eine wesentliche Änderung markiert oder auslöst.
Obwohl grammatikalisch nicht korrekt, wird im Sprachgebrauch auch häufig Schwellwert benutzt. In manchen Disziplinen haben sich „Schwellwerte“ als Fachbegriff etabliert.
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[Bearbeiten] Schwellenwerte, deren Wert nicht von der Änderungsrichtung abhängt
In einem einfachen Modell werden Halbleiterdioden und Röhrendioden so betrachtet, als würde ein Strom in der Durchlassrichtung durchgelassen und in der Sperrrichtung gesperrt. Im verfeinerten Modell leitet eine Diode dann, wenn die Spannung an der Diode die Schwellspannung bzw. die Schwellenspannung überschreitet. Auch dieses Modell stellt gegenüber der realen Kennlinie eine noch immer starke, aber sehr zweckmäßige Vereinfachung dar. Die Schwellspannung beträgt bei Germaniumdioden etwa 0,3 V und bei Siliziumdioden etwa 0,7 V. Bei Röhrendioden ist die Schwellspannung negativ. Wenn das Steuergitter die Funktion einer Anode hat, wie es z. B. bei der Gittergleichrichtung der Fall ist, spricht man vom Gitterstromeinsatzpunkt. Der Gitterstromeinsatzpunkt hat Werte zwischen -0,1 V und -1,3 V.[1] Bei der Amplitudendemodulation (Gleichrichtung) kleiner Signale kommt es nicht auf das Vorzeichen, sondern auf den Betrag der Schwellspannung an, weil sich positive und negative Teile des Signalverlaufs kompensieren.
Die Schaltschwelle von TTL-Schaltkreisen der Serie 7400 liegt bei etwa 1,4 V und damit im sogenannten verbotenen Bereich.
[Bearbeiten] Schwellenwerte, deren Wert von der Änderungsrichtung abhängt (Hysterese)
Wenn die auf einen Körper seitlich ausgeübte Kraft langsam zunimmt, dann bewegt sich der Körper erst, wenn diese Kraft die Haftreibung überwindet. Wenn nun die Kraft wieder kleiner wird, dann bleibt der Körper erst dann wieder stehen, wenn die Kraft kleiner als die gegenüber der Haftreibung geringere Gleitreibung ist. So ein Verhalten bezeichnet man allgemein als Hysterese. Dennoch ist die Verwendung des Begriffs Hysterese im Zusammenhang mit der Reibung unüblich.
Beim Relais wird der Anker angezogen, wenn der Strom durch die Wicklung eine magnetische Kraft erzeugt, die die Gegenkraft einer Feder übersteigt. Bei dem Vorgang des Anziehens verringert sich der magnetische Widerstand, und der Strom, bei dem das Relais den Anker noch hält (Haltestrom), ist wesentlich kleiner. Neben diesem Hysterese-Effekt steht die Hysterese des magnetischen Materials (Materialeigenschaft).
Beim CMOS-Schaltkreis kommt es zum Latch-Up-Effekt (zeitweiliger Kurzschluss in der Ausgangsstufe). Dieser kann dadurch vermieden werden, dass die Gattereingänge mit einer Hysterese ausgerüstet werden. In diesem Fall ist es im Gegensatz zum gewöhnlichen TTL-Gatter nicht möglich, das gegengekoppelte Gatter (NAND, NOR oder Negator) als linearen Verstärker zu benutzen. Derartige Anwendungen liegen zwar außerhalb der typischen Verwendung, wurden aber von den Halbleiterherstellern als Applikationsschaltung angegeben.
Beim Schmitt-Trigger spricht man von der Einschalt- und der Ausschaltschwelle.
Bei der Glimmlampe werden die Zündspannung und die niedrigere Löschspannung unterschieden.[2] In diesem Zusammenhang gibt es auch den Löschwinkel.
[Bearbeiten] Beispiele für Schwellenwerte
- in der Elektronik: Schwellenwert (Elektronik)
- in der Neurologie: Schwellenpotenzial
- in der vergleichenden Verhaltensforschung: Schwellenwert (Instinkttheorie)
- im Vergaberecht müssen Ausschreibungen oberhalb des Schwellenwertes europaweit durchgeführt werden.
- in der Politik: Fünf-Prozent-Hürde
- Im Zusammenhang mit gentechnisch veränderten Lebensmitteln (gentechnisch veränderten Organismen, GVO) kennzeichnet der Begriff „Schwellenwert“ die Menge (in Prozent) von zufälligen, technisch nicht vermeidbaren Beimischungen von GVOs in Saatgut, Lebens- oder Futtermitteln, die von der Kennzeichnungspflicht ausgenommen ist.
Als Schwellwert wird jene Eingangsleistung eines Empfängers bezeichnet, bei der der Abstand vom Empfängerrauschen im HF- oder ZF-Band groß genug ist, um die geräuschmindernden Eigenschaften des jeweiligen Modulationssystems wirksam werden zu lassen.[3]
Im Zusammenhang mit endothermen Kernreaktionen wird von Schwellenreaktionen und einer Schwellenenergie gesprochen.[4]
Ein Tscherenkow-Zähler wird auch als Schwellwertdetektor bezeichnet.[5] Dabei handelt es sich um einen Detektor zur Zählung und Klassifizierung von Teilchen hoher Energien. Der Schwellwert betrifft hier die Geschwindigkeit des Teilchens.
Bei Varistoren (spannungsabhängigen Widerständen)[6] und Stromregeldioden wird der Begriff Kniespannung verwendet.
[Bearbeiten] Belege und Fußnoten
- ↑ http://www.pauls-roehren.de/roehren/daten/a/af7_VRM.pdf
- ↑ Handbuch für Hochfrequenz- und Elektro-Techniker, Band V, Verlag für Radio-Foto-Kinotechnik GmbH, Berlin-Borsigwalde, 1957/1970
- ↑ Handbuch für Hochfrequenz- und Elektro-Techniker, Band V, Verlag für Radio-Foto-Kinotechnik GmbH, Berlin-Borsigwalde, 1957/1970
- ↑ Brockhaus abc Physik, VEB F. A. Brockhaus Verlag, Leipzig, 1973
- ↑ Brockhaus abc Physik, VEB F. A. Brockhaus Verlag, Leipzig, 1973
- ↑ Amateurfunk, Ein Handbuch für den Funkamateur, Herausgegeben von Karl-Heinz-Schubert, Militärverlag der Deutschen Demokratischen Republik, Berlin, 1956/1978
