Der Joule Thief ist ein selbst oszillierender Schwingkreis, der als Spannungsverstärker arbeitet. Das Prinzip dazu klingt komplizierter als es eigentlich ist.
Zunächst baut sich auf der ersten Spule, die an der Spannungsquelle angeschlossen ist, ein Magnetfeld auf. Da die Primärspule aber sowohl mit der Basis des NPN Transistors, aus auch mit dem Ermitter verbunden ist, schaltet der Transistor auf Durchgang, sobald die Eingangsspannung mindestens 0,7 Volt (Siliziumtransistor, Germanium etwas früher bis 0,5-0,6Volt) erreicht hat.
Die Folge: Das Magnetfeld in der Spule bricht zusammen weil der Transistor ja auf Minus geschaltet ist. Das Magnetfeld befindet sich jedoch noch im Luftspalt der Spule, und jetzt kommt der eigentliche Trick:
Da die zweite Spule andersherum angeschlossen ist, also „rückwärts“ verlauft, induziert das Magnetfeld jetzt seine Ladung in die zweite Spule, die als Transformator dient. Dieser Vorgang lässt die LED kurz aufleuchten.
Warum nur kurz? Weil nicht gerade viel Energie auf diese Art und Weise übertragen werden kann. Da der Schwingkreis aber wie schon anfangs erwähnt selbst oszillierend ist, wiederholt sich dieser Vorgang etwa 40.0000x pro Sekunde. (40khz). Damit haben wir zusagen eine PWM(Pulsweitenmodulation) gesteuerte LED, die auch mit leeren Batterien betrieben werden kann.
Die Spannung der Batterie kann auch im Betrieb unterhalb von 0,7 Volt sinken, wichtig ist, dass der Schwingkreis einmal ans laufen kommt. bei 0,4-0,5 Volt ist dann endgültig Schluss, aber dann sollte eine normale Alkali Batterie auch schon ausgelaufen sein 😀
Viel Spaß beim Nachbauen 🙂
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