Formelsammlung: Spannung stabilisieren
1. Ohmsches Gesetz
\[ U = I \cdot R \]
- \( U \): Spannung (Volt, V)
- \( I \): Stromstärke (Ampere, A)
- \( R \): Widerstand (Ohm, Ω)
2. Kirchhoff'sche Gesetze
- Knotenregel: \[ \sum I_{ein} = \sum I_{aus} \]
- Maschenregel: \[ \sum U = 0 \]
3. Spannungsteiler
\[ U_{out} = U_{in} \cdot \frac{R_2}{R_1 + R_2} \]
- \( U_{out} \): Ausgangsspannung (Volt, V)
- \( U_{in} \): Eingangsspannung (Volt, V)
- \( R_1, R_2 \): Widerstände (Ohm, Ω)
4. Zener-Diode
\[ V_Z = V_{in} - I \cdot R \]
- \( V_Z \): Zenerspannung (Volt, V)
- \( V_{in} \): Eingangsspannung (Volt, V)
- \( I \): Stromstärke (Ampere, A)
- \( R \): Vorwiderstand (Ohm, Ω)
5. Linearer Spannungsregler (z.B. 7805)
\[ V_{out} = V_{in} - V_{drop} \]
- \( V_{out} \): Ausgangsspannung (Volt, V)
- \( V_{in} \): Eingangsspannung (Volt, V)
- \( V_{drop} \): Dropout-Spannung (Volt, V)
6. Kapazitiver Glättungskondensator
\[ V_{ripple} = \frac{I}{f \cdot C} \]
- \( V_{ripple} \): Ripple-Spannung (Volt, V)
- \( I \): Laststrom (Ampere, A)
- \( f \): Frequenz (Hertz, Hz)
- \( C \): Kapazität (Farad, F)
7. Schaltregler (Buck Converter)
\[ V_{out} = V_{in} \cdot \frac{D}{1 - D} \]
- \( V_{out} \): Ausgangsspannung (Volt, V)
- \( V_{in} \): Eingangsspannung (Volt, V)
- \( D \): Tastverhältnis (Duty Cycle, dimensionslos)
8. LDO (Low Dropout Regulator)
\[ V_{out} = V_{in} - V_{drop} \]
- \( V_{out} \): Ausgangsspannung (Volt, V)
- \( V_{in} \): Eingangsspannung (Volt, V)
- \( V_{drop} \): Dropout-Spannung (Volt, V)
Diese Formeln decken die grundlegenden Prinzipien und Komponenten zur Spannungsstabilisierung ab.
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