Ersatzspannungsquelle/Stromquelle

[jebus]

Hallo,

ich versuche jezt bereits seit 2 tagen mi begreiflich zu machen wie man eine ersatzspannungsquelle und eine ersatzstromquelle berechnet bzw herausfindet.

hier in dem skript soll man von diesen einfachen schaltungen die formel für ersatzspannungs/stromquelle und die formel für den ersatzwiderstand hinschreiben.

aber ich komme einfach überhaupt nich dahinter wie er auf die formeln kommt (die stehen hier im skript).

kann mir das jemand mal bitte gaaaanz langsam und ausführlich erklären wie das funktioniert mit der ersatzstromquelle usw.

großes danke schonmal im voraus

[derguteweka]

Moin,

Ich probiers mal:

Allgemein: was du machen sollst, ist aus einem Wust mit einer (oder evtl. auch noch mehreren) idealen Spannungsquelle(n) oder Stromquelle(n), die an einem weiteren Wust von Widerstaenden haengen, eine "neue" Spannungs- oder Stromquelle mit einem einzigen Widerstand berechnen.
Dazu ist erstmal wichtig, durch welche Groessen so eine Kombi aus idealer Strom- oder Spannungsquelle und einem (Innen)widerstand charakterisiert werden kann:
1.) Ganz simpel -> durch die der Spannungsquelle eingepraegte Spannung (bzw. Strom der Stromquelle) sowie durch den Wert des Innenwiderstands in Ohm. (z.b. 5A und 1Ohm)
2.) Nicht mehr ganz so simpel: Durch Leerlaufspannung der Anordnung und durch Kurzschlusstrom der Anordnung.(z.b. U0=5V und Ik=5A)
Ob jetzt die Ersatzquelle durch eine Stromquelle mit parallelem Ri oder durch eine Spannungsquelle mit Ri in Serie nachgebildet wird, ist fuer die Wirkungen nach aussen erst mal voellig wurst. Das ist ganz wichtig. Wir arbeiten hier ja mit idealen Strom- und Spannungsquellen und idealen Widerstaenden.
Es ist manchmal guenstiger, mit einer Spannungsquelle zu arbeiten und manchmal guenstiger mit einer Stromquelle. Manchmal ist es auch egal mit was.
Was jeweils "guenstiger" ist, kriegt man am besten durch Uebung raus.
Bei "vernuenftiger" Anordung des Innenwiderstands ist der immer parallel zu einer Stromquelle zu sehen oder immer in Reihe zu einer Spannungsquelle. Wenns andersrum ist, handelt es sich i.a. um eine kleine Falle in der Pruefungsaufgabe, das ist z.b. der Fall im unteren Beispiel von Bild(106).jpg. Da ist ein Widerstand (R1) in Reihe zu einer Konstanstromquelle. Das ist der Konstantstromquelle jedoch ziemlich egal, ob da noch dieser Widerstand kommt, die schickt einfach ihren konstanten Strom durch. Deshalb ist der Wert dieses Widerstands fuer die Berechnungen der Ersatzgroessen voellig egal. Um Arbeit zu sparen, setz' ich ihn einfach mal auf 0 Ohm.
Damit kann ich ihn auch durch einen Draht ersetzen, und hab dann noch den simplen Fall einer Konstantstromquelle mit Innenwiderstand, in dem Fall gebildet durch R2. D.h. Ik=I0, also der eingepraegte Strom und Ri = R2.
Den Innenwiderstand kann man rauskriegen, indem man alle Stromquellen aus einem Netzwerk "rausschmeisst" und alle Spannungsquellen durch einen Kurzschluss ersetzt. Wenn man das mit dem Beispiel macht, sieht man auch, warum R1 keinen Einfluss mehr auf das Verhalten der Schaltung an den Klemmen hat: R1 wuerde mit seinem linken Beinchen einfach in der Luft haengen, die Stromquelle wird ja ersatzlos "entnommen".

Im oberen Beispiel, bei der Spannungsquelle kannst du die Leerlaufspannung der resultierenden Ersatzquelle mittels der Spannungsteilerregel berechnen, fuer den Innenwiderstand musst du wie oben erwaehnt, die Spannungsquelle "rausnehmen" und durch einen Draht ersetzen; wenn du das machst, wirst du feststellen, dass von den Klemmen aus gesehen, dann R1 und R2 parallel geschaltet sind. Damit hast du den Innenwiderstand und die Leerlaufspannung der ganzen Sache berechnet.

Bei den beiden Beispielen in Bild(110).jpg ist auch wieder einmal ein Widerstand wirkungslos.

Schon klarer?

Gruss
WK

[Stromus]

Da ist ein Widerstand (R1) in Reihe zu einer Konstanstromquelle. Das ist der Konstantstromquelle jedoch ziemlich egal, ob da noch dieser Widerstand kommt, die schickt einfach ihren konstanten Strom durch

Bist du sicher? Und was ist, wenn dieser Widerstand viel größer als der Innenwiderstand der Quelle ist

[derguteweka]

Moin,

Bist du sicher?

Ziemlich. Interessant wirds erst, wenn auch die Leistung, die die Strom/Spannungsquelle liefern muss, eine Rolle spielt. Scheint hier aber nicht der Fall zu sein.

Und was ist, wenn dieser Widerstand viel größer als der Innenwiderstand der Quelle ist

Dann wuerde ich sofort meinen Hersteller fuer ideale Stromquellen auf Schadensersatz verklagen, weil er mir eine nicht ideale Stromquelle verkauft hat. Meine idealen Stromquellen haben immer einen unendlich hohen Innenwiderstand, und dieses unendlich ist immer unendlich viel unendlicher als der unendlich grosse Widerstand von meinem Hersteller fuer ideale Widerstaende.

Gruss
WK

[Stromus]

Dann wuerde ich sofort meinen Hersteller fuer ideale Stromquellen auf Schadensersatz verklagen, weil er mir eine nicht ideale Stromquelle verkauft hat. Meine idealen Stromquellen haben immer einen unendlich hohen Innenwiderstand, und dieses unendlich ist immer unendlich viel unendlicher als der unendlich grosse Widerstand von meinem Hersteller fuer ideale Widerstaende

und wenn dein Herrsteller das nicht tut packst Du deine Spielzeuge mit und gehst. Ist das eine gesunde Basis für Diskussionen?
Von mir aus soll er das Blech von Dir mit in die Schule nehmen. Vielleicht gibt er uns auch einen feedback, wie das ganze ausgegangen ist