Forum

Spannungsteiler mit Stromquelle (Elektronik)

verfasst von schaerer , Kanton Zürich (Schweiz), 18.09.2011, 22:58 Uhr
(editiert von schaerer am 19.09.2011 um 00:18)

Das ist doch die ursprüngliche Aufgabe.
Man sollte immer die Werte bezeichnen. 5k = R1 ; 20k = R2 ; Knotenpunktspannung = Ux

Wir haben zwischen +12V und -2V (14V) einen Spannungsteiler mit R1 und R2. Die Spannung an Ux ergibt sich aus:

Ux = R2 / (R1+R2) * 14V = 20k / 25k * 14V = 11.2 V (bezogen auf -2V)
Ux = 9.2 V (bezogen auf GND, - diese 2 V müssen ja abgezogen werden)
=======

Annahme, dass der Innenwiderstand zwischen +12V zu GND und -2V zu GND gleich Null Ohm ist.

Das bedeutet dass sich diese 1 mA durch R1 und R2 gerecht aufteilen. Der Strom durch R1 ist also 4 mal grösser als durch R2, weil der Widerstand von R1 1/4 von R2 ist.

Nicht lange um die Geschichte herumüberlegen, diese 1 mA die müssen sich so aufteilen.

R1 bekommt also 0.8 mA und R2 nur 0.2 mA.

Der Strom von 0.8 mA der zusätzlich zum Querstrom von +12V über R1 und R2 nach -2V fliesst, erzeugt an R1 eine zusätzliche Spannung von 4V (0.8 mA * 5k). Um diese 4V erhöt sich Ux in Richtung +12V. Oder: Die Spannung an Ux wird um 4V nach oben gedrückt.

So und jetzt der nächste Schritt...

Der Strom von 0.2 mA der zusätzlich zum Querstrom von +12V über R1 und R2 nach -2V fliesst, erzeugt an R2 ebenfalls eine zusätzliche Spannung 4V (0.2 mA * 20k). Um diese 4V erhöht sich Ux in Richtung +12V. Oder: Die Spannung an Ux wird um ebenfalls 4V nach oben gedrückt.

Die Spannung an Ux steigt also um 4 V, ... oder vieleicht doch nicht oder auf sogar 8 V. :lookaround: :confused:

Nein sicher nicht!

Es hilft eine andere Betrachtung. Man berechnet den (Quell-)Widerstand an Ux, also 5k||20k. Das ergibt 4 k-Ohm. Da hinein fliesst der Strom von 1 mA und erhöht die Spannung 1 mA * 4 k-Ohm = 4 V.

Jetzt kriegt man's mit der Vorstellungskraft hin, oder? Genau das wollte ich erreichen. Elektronik begreifen mit Worten.

Ux hat also einen Wert von 9.2 V (ohne Stromeinspeisung von 1 mA) plus 4 V = 13.2 V. (Ja natürlich mehr als 12 V)

So, ich hoffe keinen Bock geschossen zu haben und wünsche Dir und allseits gute Nachtruhe... :sleeping:
Morgen ist ja mancherort Semesterbeginn. Viel Glück!

NACHTRAG: Damit die Stromquelle nicht unnoetig Kopfzerbrechen verursacht, kannst Du auch vorstellen, Du hast statt dessen eine Spannungsquelle von +1000V und einen Seriewiderstand von 1 M-Ohm, was auch 1 mA ergibt. Die Werte von R1 und R2 haben auf diesen Quellwiderstand von 1 M-Ohm keinen nennenswerten Einfluss.

Kleine Zusatzaufgabe für Dich:
Was unterscheidet eine Spannungs- von einer Stromquelle betreffs des Quellwiderstandes im Ideal- und Realfall?

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

antworten

Gesamter Thread:

Spannungsteiler mit Stromquelle - Se11001, 18.09.2011, 15:53 (Elektronik)

Spannungsteiler mit Stromquelle - x y, 18.09.2011, 17:27

Spannungsteiler mit Stromquelle - Se11001, 18.09.2011, 18:05

Spannungsteiler mit Stromquelle - x y, 18.09.2011, 18:13

Spannungsteiler mit Stromquelle - Se11001, 18.09.2011, 20:10

Spannungsteiler mit Stromquelle - x y, 18.09.2011, 21:20

Spannungsteiler mit Stromquelle - Se11001, 18.09.2011, 21:26

Spannungsteiler mit Stromquelle - x y, 18.09.2011, 21:32

Spannungsteiler mit Stromquelle - x y, 18.09.2011, 21:33

Spannungsteiler mit Stromquelle - se11001, 18.09.2011, 21:51