Konstantspannungsquelle

Eine Konstantspannungsquelle ist eine Spannungsquelle, die immer eine gleiche (konstante) Spannung liefert. In der Theorie geht man dabei von optimalen Werten aus. In der Realität sieht es jedoch anders aus. Die Spannung, die ein Festspannungsregler, ein Festspannungsnetzteil oder eine Batterie liefert, ist aber als nahezu konstant anzusehen.

Ersatzschaltung der Konstantspannungsquelle

Konstant-Spannungsquelle
Die Ersatzschaltung der Konstantspannungsquelle besteht aus einer Spannungsquelle Uq und einem Innenwiderstand Ri. Ausgangsseitig befindet sich der Klemmenwiderstand RKl. Diese Ersatzschaltung stellt die Spannungsverteilung innerhalb der Ersatzschaltung dar.
Um eine möglichst konstante Spannung an den Klemmen zu erhalten, muss der Innenwiderstand Ri der Spannungsquelle gering sein, weil sich sonst die Quellenspannung Uq an der Reihenschaltung des Innenwiderstandes Ri und des Klemmenwiderstandes RKl aufteilt.
Formel
Die Klemmenspannung UKl eines Spannungserzeugers ist am stabilsten, wenn der Lastwiderstand RKl viel größer ist als der Innenwiderstand Ri der Spannungsquelle.
Klemmenspannung in Abhängigkeit zum Laststrom
Die Klemmenspannung der Konstant-Spannungsquelle sinkt ab einer bestimmten Stromentnahme. Der Klemmenwiderstand RKl wird dann kleiner oder gleich dem Innenwiderstand Ri der Spannungsquelle. Für den optimalen Betrieb einer Konstantspannungsquelle sollte der Klemmen- oder Lastwiderstand viel größer sein, als der Innenwiderstand der Spannungsquelle.

Spannungsanpassung

Anpassung Formel
Spannungsanpassung herrscht dann, wenn der Innenwiderstand Ri der Spannungsquelle kleiner ist als der Klemmenwiderstand RKl auf der Empfängerseite.
Fehlanpassung herrscht, wenn der Widerstand RKl kleiner ist als der Innenwiderstand Ri der Spannungsquelle (Kurzschluss?). Dann bricht die Spannung an den Klemmen zusammen.
Ist der RKl gleich Ri dann teilen sich die Spannungsverhältnisse genau auf.

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