ersatzspannungsquelle

[stefanrainers]

hallo liebe elektronikfreunde,
ich bin auszubildender als elektroniker für gebäude und energie technik und verstehe einige dinge so gut wie gar nicht, weil der lehrer das absolut nicht erklären kann und vieles voraussetzt. mein aktuelle problem ist die ersatzspannungsquelle. verstehe dort folgende sachen nicht:

1. es heißt, dass mit größerer belastung der lastwiderstand sinkt. warum??? warum sinkt dieser widerstand, wenn die belastung steigt??? ich verstehe das hinten und vorne nicht.
2. wie errechnet man pmax, warum ergibt sich das bei (kurzschlussstrom durch 2)?

[winnman]

Ideale Spannungsquelle:
Ri = 0 Ohm

wenn du nun eine Batterie (eigentlich Sekundärelement) her nimmst, dann ist der Innenwiderstand nich linear, ab dem Zeitpunkt der Belastung erhöht sich der dann. ( wenn mann das seiter betreibt bis zu unendlich)

Bei der Annahme konstanter Verhältnisse sinkt nichts.(nehmen mir mal die Kurzschlussberechnung im normalen Netz da raus!)

-> Lastwiderstand am DC oder AC Netz wird also auch ein konstantes Verhalten haben.

-> Pmax hängt im AC Kreis von vielen Faktoren ab.
Grundlegend vom Schleifenwiderstant und dann auch Zeitlich! Das ist durch den Vorgeschalteten Kreis (Trafo, Leitung, . . . abhängig)
Für die genaue Berechnung ist mal die kVA des vorgeschalteten Trafos wichtig, die Spannunghsebene, der Leitungstyp und die Leitungslänge bis zum Kurzschluss.
Das kann nicht so einfach berechnet werden!

[derguteweka]

Moin,

1. es heißt, dass mit größerer belastung der lastwiderstand sinkt. warum??? warum sinkt dieser widerstand, wenn die belastung steigt??? ich verstehe das hinten und vorne nicht.

Steigende Belastung = Mehr Belastung, also z.b. sowas wie wenn ich zuerst nur einen Heizluefter (= Lastwiderstand) anschliesse, danach noch einen. Dann steigt also die Belastung. Statt einem Lastwiderstand hab' ich dann 2 Lastwiderstaende parallel, die kann ich umrechnen auf einen Ersatzwiderstand, der ist dann kleiner...

2. wie errechnet man pmax, warum ergibt sich das bei (kurzschlussstrom durch 2)?

Bei einer Spannungsquelle mit Innenwiderstand gibts ja verschiedene Belastungsfaelle. Aber egal welcher Fall, Leistung ist: P=U*I.
1. Fall Leerlauf: Dann gibts zwar ne Spannug U, aber es fliesst kein Strom, also I=0 Dann ist aber automatisch auch P=0
2. Fall Kurzschluss: Dann fliesst zwar tuechtig Strom, aber es faellt keine Spannung mehr ab, also U=0 - wieder keine Leistung; P=0.
3.) Irgendwas zwischen Leerlauf und Kurzschluss: Da fliesst sowohl Strom (I ungleich 0) und es faellt auch noch Spannung am Verbraucher ab (U ungleich 0), also wird da auch eine Leistung am Verbraucher umgesetzt. P=Uirgendwas*Iirgendwas

Wenn ich jetzt wissen will, wann diese Leistung maximal wird, kann ich's wissenschaftlich angehen und mir eine Formel fuer die Leistung in Abhaengigkeit vom Strom zurechtbasteln, das sieht dann z.b. so aus:

P(I)= [blafasel, irgendwas kompliziertes]

Das kann man dann nach I ableiten, die Ableitung auf Null setzen:
dP(I)/dI= [blafasel, noch komplizierter] = 0

nochmal ableiten zum gucken obs auch wirklich ein Maximum ist, was man gefunden hat und kein Minimum, etc.bla. - Weil wir aber grad' nicht in der Mathematikvorlesung sind, kann man sich's auch einfacher machen, und sagen: Ich hab' die 2 Faelle von oben - also Fall 1: I=0, sowie Fall 2=I=Ik - bei beiden ist die Leistung 0, aber zwischendrinnen, also wenn 0<I<Ik tut sich was, naja dann nehm' ich mal an, bei I=Ik/2, also in der Mitte zwischen 0 und Ik wird die Leistung maximal - und diesmal hat man Glueck: Es stimmt. Wenn man das mit dem Ableiten macht, kann man's zeigen. (Das mach' mer aber lieber nur, wenns unbedingt sein muss)
So, und der I wird genau dann zu Ik/2, wenn der Lastwiderstand so gross ist, wie der Innenwiderstand. Also von mir aus Ra=Ri, dann ist I=Uo/(Ra+Ri)=Uo/(2*Ri)
Fuer die Leistung, die in Ra verbraten wird, muesste ich dann auch noch die Spannung ausrechnen, die an ihm abfaellt - oder ich mach's ueber eine andere Formel: P=I²*R; dann komm ich auf:
Pmax=I²*R=(Uo/(2*Ri))²*Ri= Uo²/(4*Ri)

Fertsch. Trafos, Leitungen und AC/DC kommen fruehestens nach der naechsten Maus :D

Gruss
WK

[stefanrainers]

vielen dank jungs,
astrein,
so müssen erklärungen sein,
vielen dank nochmal