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Spannung berechnen (Schaltungstechnik)

verfasst von cmyk61 , Edenkoben, Rheinland Pfalz, 04.04.2022, 11:31 Uhr
(editiert von cmyk61 am 04.04.2022 um 11:37)

Moin Pit,

für solche Schaltungen, so meine Ansicht, ist der Einsatz von Ersatz-Spannungsquellen / Ersatz-Stromquellen am einfachsten zu realisieren und auch zu verstehen.
Man kann ja durchaus mathematische Methoden einsetzen. Die sind aber unterm Strich fehleranfälliger, da man sie seltener anwendet und dementsprechend wenig Übung hat.
In dieser vorgegebenen Schaltung hat sich der Dozent den Spass gemacht, die Schaltung ein wenig unkonventionell zu zeichnen, damit der Probant ein wenig HIrnschmalz verschwendet und sich in der Schaltungsanalyse übt.
Es wird generell davon ausgegangen, dass man eine Spannungsquelle mit (nicht komplexem) Innenwiderstand vorliegen hat. Uo ist die Leerlaufspannung, Ri der Innenwiderstand. Die Spannungsquelle wird als "ideale" Spannungsquelle angenommen.
Beim Umwandeln in eine Stromquelle geht man folgendermaß vor:
Der Innenwiderstand der Ersatzstromquelle ist identisch mit dem der Spannungsquelle, und wird einfach parallel geschaltet zur Stromquelle angenommen.
Die Stromquelle wird ebenfalls als "ideal" angenommen. Zusammen mit dem Innenwiderstand ergibt sich eine "reals" Stromquelle.

Anmerkung: Stromquellen gibt es natürlich nicht als Bauteil - weder ideal noch real. Anders als Spannungsquellen, die es annähernd "ideal" gibt und insbesondere auch in der realen Ausführung erhältlich ist. Für eine Stromquelle ist folglich stets eine Spannungsquelle und etwas Elektronik außenherum erforderlich. Im einfachsten Falle lediglich ein in Reihe geschalteter Widerstand.

Während bei einer Spannungsquelle die Leerlaufspannung Uo recht einfach zu messen ist (hochohmige Messung ohne nennenswerten Ausgangsstrom), muss man Io einer Stromquelle als Kurzschlußstrom ermitteln (also mit dem Messgerät die Klemme im Strombereich kurzschließen.
Und hier sind wir schon beim Umrechnen. Io der Ersatzstromquelle ist nämlich der Strom, der sich beim Kurzschließen der Spannungsquelle einstellt.

Einmal umgewandelt gelten die Regeln der Elektrotechnik weiterhin: Innenwiderstände von Stromquellen können "parallel" gerechnet werden, alle Io werden bei parallel geschalteten Stromquellen aufaddiert.
Hat man dann alle nötigen Berechnungen erledigt, darf man überlegen, ob eine weitere Wandlung oder Rückwandlung erforderlich ist,
Das geht fixer als komplizierte mathematische Berechnungen. Der Trick hierbei ist zu erkennen, was ich im komkreten Fall vor mir habe und welche Schaltungsteile ich wie umrechne.

Gruß
Ralf

» » » spontan sehe ich 2,5 V plus das, was die 1V Spannungsquelle "hoch"
» » schiebt.
» » Wie soll die 1V Quelle noch Strom liefern, wenn sie gegen ein 2,5V
» » Potential "arbeiten" muss?
»
» Hallo Offroad,
» stimmt, mein Gedankenfehler war, dass ich von einem unbelasteten
» Spannungsteiler aus rechnete.
» Würde man sich die zusätzliche 1V-Spannungsquelle wegdenken, hätten wir
» einen einfachen,
» belasteten Spannungsteiler mit einem 1K Lastwiderstand. Die Spannung U2
» wäre dann 1,67V.
» Da das richtige Ergebnis der originalen, vorgegebenen Schaltung 2V beträgt,
» bedeutet für mich
» dennoch, dass die zusätzliche 1V-Spannungsquelle im Lastpfad die Spannung
» U2 "stützt",
» nämlich von 1,67V hoch auf 2V. Somit wäre mein Gedanke mit dem
» "Hochschieben" eigentlich
» doch nicht ganz falsch gewesen, oder? (Wenn man meine zuvor genannten,
» "unbelasteten",
» ganz einfach durch zwei geteilten 2,5V nun ignoriert)
» Gruß Pit