Zu der Erkenntnis, dass Sprache wichtig ist, gelangte ich erst recht
spät. Daher bitte ich um Verständnis, was einige Fehler angeht, und
hoffe, dass meine alten Arbeiten trotzdem den einem oder anderen
nützen.
Like to be free? ... then: Fight for Freedom
Innenwiederstand von Spannungsquellen
Innenwiederstand von Spannungsquellen
Jede Spannungsquelle hat einen Innenwiederstand. Dieser ist
Ausschlaggebend für ihre Leistung.
Theoretisch ist also in einer Batterie eine Batterie in Reihe zu einem
Wiederstand geschaltet. (Abb.1) Praktisch gesehen ist natürlich kein
Wiederstand in einer Batterie. Der Innenwiederstand entsteht in der
Spannungsquelle selber.
Es können nur maximal 50% der Leistung einer Stromquelle Ausgenutzt
werden. Dies ist begründet in der Leistungsanpassung. Leistungsan-
passung bedeutet, das die Leistung einer Stromquelle mit der Leistung
des Verbrauchers angeglichen wird. Leistungsanpassung liegt vor wenn
der Innenwiederstand gleich dem Lastwiederstand (Verbraucher) ist.
Jetzt teilt sich die Leistung zu 50% auf den Innenwiederstand und 50%
auf den Lastwiederstand. Also wird die Hälfte der Leistung die eine
Stromquelle abgibt in ihr "verbraten". Aus diesem Grund werden
Batteriehen auch warm/heiß wenn man viel Leistung entnimmt.
Normal wird jedoch weit weniger als 50% der Leistung einer Stromquelle
verbraucht/genutzt. Dies liegt an der Spannungs- oder Stromanpassung:
Spannungsanpassung liegt vor, wenn die Spannung (UKL) der Stromquelle
dem Verbraucher angepaßt wird. Spannungsanpassung ist daran zu
erkennen das der Lastwiederstand (der Verbraucher) großer ist als der
Innenwiederstand der Stromquelle (RL > RI).
Stromanpassung liegt vor, wenn der Strom (I) dem Lastwiederstand
angepaßt wird. Dies ist der Fall, wenn der Laswiederstand kleiner als
der Innenwiederstand der Stromquelle ist (RL < RI).
Zu der Berechnung:
UKL = U0 - URI
Also die Klemmspannung (UKL) ist gleich Spannung der Stromquelle (U0)
minus Spannund die am Innenwiederstand abfällt (URI).
UKL = U0 - ( RI * I )
Wenn man die Spannung die am Innenwiederstand abfällt nicht weiß, kann
man diese mit dem RI * I errechnen. Dies setzt man dann in die Formal
ein.
0 = U0 + URI + UL
Zählt man alle Spannungen zusammen muß sich NULL ergeben. U0 hat
hierbei einen negativer Wert. Dies ist so begründet: URI und UL
Verbrauchen eine gewisse Spannung (Positiv gesehen). U0 verbraucht
keine Spannung, sondern erzeugt welche, deswegen im negativem Bereich.
I = UKL / RL = UI / RI
Der Stromfluß muß überall gleich sein. Mit der Formel I = U / R muß
man überall den gleichen Stromfuß errechnen können.
RI = RL
UI = UKL
Diese Gesetztmäßigkeit gilt nur bei der Leistungsanpassung! Sie ist
darauf zurückzuführen, das der Innenwiederstand gleich dem
Lastwiederstand ist. -> Gleiche Wiederstände in Reihe geschaltet
(Spannungteiler) teilen sich die Spannung gleich auf.
U0 = UI = I * RI
Diese Gesetzmäßigkeit liegt nur dann vor wenn der Lastwiederstand
gleich NULL ist. Also Kurzschluß. I wird oft als Kurzschlußstrom
Angegeben, in diesen Fällen wird auf diese Gesetzmäßigkeit bezogen.
UKL = U0
Diese Gesetztmäßigkeit liegt vor, wenn der Lastwiederstand (RL) gleich
UNENDLICH ist. Also kein Verbraucher angeschlossen ist. Diese Spannung
wird oft als Leerlaufspannung beschrieben.
Durch umstellen kann man die jeweils unbekannten Werte errechnen.
Anlagen:
Siehe auch:
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