Formelsammlung: Stromstabilisierte Netzgeräte

Ohmsches Gesetz:
\[ U = R \cdot I \]

  • \( U \): Spannung (Volt, V)
  • \( R \): Widerstand (Ohm, Ω)
  • \( I \): Stromstärke (Ampere, A)

Leistung:
\[ P = U \cdot I \]

  • \( P \): Leistung (Watt, W)
  • \( U \): Spannung (Volt, V)
  • \( I \): Stromstärke (Ampere, A)

Widerstand in einer Reihenschaltung:
\[ R_{\text{ges}} = R_1 + R_2 + \ldots + R_n \]

  • \( R_{\text{ges}} \): Gesamtwiderstand (Ohm, Ω)
  • \( R_1, R_2, \ldots, R_n \): Einzelwiderstände (Ohm, Ω)

Widerstand in einer Parallelschaltung:
\[ \frac{1}{R_{\text{ges}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \ldots + \frac{1}{R_n} \]

  • \( R_{\text{ges}} \): Gesamtwiderstand (Ohm, Ω)
  • \( R_1, R_2, \ldots, R_n \): Einzelwiderstände (Ohm, Ω)

Kirchhoff'sche Gesetze:
1. Knotenregel (1. Kirchhoff'sches Gesetz):
\[ \sum I_{\text{ein}} = \sum I_{\text{aus}} \]

  • \( I_{\text{ein}} \): Summe der zufließenden Ströme (Ampere, A)
  • \( I_{\text{aus}} \): Summe der abfließenden Ströme (Ampere, A)

2. Maschenregel (2. Kirchhoff'sches Gesetz):
\[ \sum U = 0 \]

  • \( U \): Summe der Spannungen in einer geschlossenen Schleife (Volt, V)

Spannungsteiler:
\[ U_{\text{out}} = U_{\text{in}} \cdot \frac{R_2}{R_1 + R_2} \]

  • \( U_{\text{out}} \): Ausgangsspannung (Volt, V)
  • \( U_{\text{in}} \): Eingangsspannung (Volt, V)
  • \( R_1, R_2 \): Widerstände (Ohm, Ω)

Stromteiler:
\[ I_{\text{R1}} = I_{\text{ges}} \cdot \frac{R_2}{R_1 + R_2} \] \[ I_{\text{R2}} = I_{\text{ges}} \cdot \frac{R_1}{R_1 + R_2} \]

  • \( I_{\text{R1}}, I_{\text{R2}} \): Teilströme durch die Widerstände (Ampere, A)
  • \( I_{\text{ges}} \): Gesamtstrom (Ampere, A)
  • \( R_1, R_2 \): Widerstände (Ohm, Ω)

Stabilisierung durch Zener-Diode:
\[ U_Z = U_{\text{Zener}} \]

  • \( U_Z \): Zenerspannung (Volt, V)
  • \( U_{\text{Zener}} \): Nennspannung der Zener-Diode (Volt, V)

Stromstabilisierte Schaltung mit Operationsverstärker:
\[ I_{\text{out}} = \frac{V_{\text{ref}}}{R_{\text{sense}}} \]

  • \( I_{\text{out}} \): Ausgangsstrom (Ampere, A)
  • \( V_{\text{ref}} \): Referenzspannung (Volt, V)
  • \( R_{\text{sense}} \): Messwiderstand (Ohm, Ω)

Diese Formeln decken die grundlegenden Prinzipien und Berechnungen ab, die für das Verständnis und die Konstruktion stromstabilisierter Netzgeräte notwendig sind.


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