Schaltung: Stromquelle in Spannungsqu. umwandeln

9 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach einer Stunde 0 hilfreich

   Re: Schaltung: Stromquelle in Spannungsqu. umwande

   Moin! wie male ich jetzt die Schaltung um, um aus
   a.) der Stromquelle eine Spannungsquelle
   b.) der Spannungsquelle eine Stromquelle
   zu machen, so dass der Stromkreis nach außen (bzw. in Bezug
   auf den Widerstand) die gleichen Eigenschaften beibehält.
   Ich glaube man muss da irgendwas parallel schalten und noch
   einen Widerstand reinmachen, oder so - aber wie genau.
   Geht auch ohne Skizze. Neben dem Lastwiderstand hast Du noch den Innenwiderstand der Quelle. Bei einer Spannungsquelle ist er parallel zum Laswiderstand, bei einer Stromquelle in Reihe dazu zu schalten. Daraus ergeben sich auch die Umrechnungen - der Strom durch und die Spannung über dem Lastwiderstand sind ja bekannt.
   
   Den Innenwiderstand einer Spannungsquelle kann man berechnen, indem man den die Leerlaufspannung durch den Kurzschlußstrom teilt.
   
   Bei der Stromquelle ist es genauso - immer im Kopf behalten, daß die Stromquelle immer einen bestimmten Strom liefert. Im Leerlauffall muß dieser Strom durch den Innenwiderstand fließen und führt dort zu einem Spannungsabfall - der Leerlaufspannung. Deshalb wirst Du anhand dieser Messungen bei beiden Quellenarten denselben Innenwiderstand ermitteln.
   
   Munter bleiben... TRICHTEX
   

   • Antwort von nach einer Stunde 0 hilfreich

     Re^2: Besserwissermodus

     Neben dem Lastwiderstand hast Du noch
     den Innenwiderstand der Quelle. Bei einer Spannungsquelle ist
     er parallel zum Laswiderstand, bei einer Stromquelle in Reihe
     dazu zu schalten.
     Hallo Gunther,
     
     <Besserwissermodus ein>
     anders herum wird ein Schuh daraus. Im Ersatzschaltbild liegt der Innenwiderstand mit der Spannungsquelle in Reihe.
     
     Dagegen hat die ideale Stromquelle einen unendlich hohen Innenwiderstand. Im Ersatzschaltbild der realen Stromquelle liegt ihr der Innenwiderstand parallel wie auch der Lastwiderstand.
     
     <Besserwissermodus aus>
     
     Gruß
     Wolfgang
     

     • Antwort von nach 8 Stunden 0 hilfreich

       Re^3: Besserwissermodus

       danke für diesen entscheidenden Hinweis
       
       Ajo
       

     • Antwort von nach 8 Stunden 0 hilfreich

       Re^3: Besserwissermodus

       ich verstehe es leider noch nicht.
       Ich sollte mal in einer Klausur aus dem einen das andere machen - aber wie?
       
       Ajo
       
       • Antwort von nach 9 Stunden 2 hilfreich

         unplausibel

         Hallo,
         wie schon gesagt, ist eine ideale Stromquelle ein Element,
         daß man sich als eine Spannungsquelle mit unendlich hoher
         Spannung in Reihe mit einem unendlich hohen Widestand
         vorstellen kann. Wenn man da also einen endlichen Widerstand
         mit in Reihe schaltet, dann ändert sich der strom (fast) nicht,
         weil der endliche Widerstand im Verhältnis zum unendlich
         Widerstand überhaupt nicht ins Gewicht fällt.
         
         Ein ideale Spannungsquelle hat dagegen eine endliche Spannung
         (=Sollspannung) und einen in Reihe geschalteten Innenwiderstand,
         der gegen Null geht. Jeder Lastwiderstand, der also größer als
         Null ist, kann die Spannung nicht verändern.
         
         In Realität kann man also nicht das eine aus dem anderen machen.
         Auf dem Blatt Papier (im Ersatzschaltbild) kann man natürlich
         einfach was hinmalen oder Werte ändern.
         
         In einer aktiven Schaltung kann man aber mit dem Strom einer
         Stromquelle eine Spannungsquelle machen.
         Das Ding heißt dann "Strom-Spannungs-Wandler" oder auch
         "Transimpedanzverstärker".
         Umgekehrt wird mit sogenannten "Stromquellenschaltungen"
         mit einer Spannungsquelle eine Stromquelle gesteuert.
         Gruß Uwi ich verstehe es leider noch nicht.
         Ich sollte mal in einer Klausur aus dem einen das andere
         machen - aber wie?
         
         Ajo
         

         • Antwort von nach einem Tag 0 hilfreich

           Re: unplausibel

           danke - jetzt ist mir das schon ein wenig klarer. Und vielleicht verstehe ich es irgendwann so komplett wie du
           
           Ajo
           

     • Antwort von nach 3 Tagen 0 hilfreich

       Re^3: Ich sollte...

       ...freitag mittags keine Postings mehr absetzen. Natürlich hast Du Recht: anders herum wird ein Schuh daraus. Im Ersatzschaltbild liegt
       der Innenwiderstand mit der Spannungsquelle in Reihe.
       
       Dagegen hat die ideale Stromquelle einen unendlich hohen
       Innenwiderstand. Im Ersatzschaltbild der realen Stromquelle
       liegt ihr der Innenwiderstand parallel wie auch der
       Lastwiderstand.
       Während die meisten meiner Kommilitonen keinerlei Schwierigkeiten hatten, sich eine Spannungsquelle vorzustellen und daran herumzurechnen, taten sie sich unglaublich schwer mit der Stromquelle. Interessanterweise verhielt es sich mit den Kirchhoffschen Regeln genauso: Der Maschensatz war leichter verständlich, als die Knotenpunktregel.
       
       Also nochmal, um das rudimentäre Verständnis etwas zu festigen: Das Ersatzschaltbild einer Spannungsquelle im geschlossenen Stromkreis zeigt den Innenwiderstand in Reihe zum Lastwiderstand. Da durch Lastwiderstand und Innenwiderstand derselbe Strom fließt, läßt sich der Spannungsabfall über dem Innenwiderstand leicht berechnen.
       
       Wird der Lastwiderstand durch einen Kurzschluß ersetzt, fließt der Kurzschlußstrom. Wird kein Lastwiderstand eingebaut, sind also die Klemmen der Spannungsquelle nicht beschaltet, liegt an ihnen die Leerlaufspannung an. Leerlaufspannung geteilt durch Kurzschlußstrom ergibt den Innenwiderstand.
       
       Eine Stromquelle liefert immer denselben Strom. Der Innenwiderstand muß deshalb parallel zu ihr sitzen, es existiert also immer ein geschlossener Stromkreis. Andernfalls müßte ein unendlich hoher Lastwiderstand angenommen werden. Da die Stromquelle aber weiterhin ihren konstanten Strom liefert, würde die Klemmenspannung dann unendlich hoch sein.
       
       Ist es jetzt etwas klarer?
       
       Munter bleiben... TRICHTEX
       

   • Antwort von nach 8 Stunden 0 hilfreich

     Re^2: Schaltung: Stromquelle in Spannungsqu. umwan

     danke erst mal - muss ich mir erst mal in Ruhe durchdenken.
     
     Ajo
     

2. Antwort von nach 3 Tagen 0 hilfreich

   Re: Eine Berechnung

   Moin! wie male ich jetzt die Schaltung um, um aus
   a.) der Stromquelle eine Spannungsquelle
   b.) der Spannungsquelle eine Stromquelle
   zu machen, so dass der Stromkreis nach außen (bzw. in Bezug
   auf den Widerstand) die gleichen Eigenschaften beibehält.
   Ich glaube man muss da irgendwas parallel schalten und noch
   einen Widerstand reinmachen, oder so - aber wie genau.
   Nachdem, was unten beschrieben wurde, macht eine Berechnung die Situation vielleicht etwas deutlicher.
   
   Gegeben sei eine Spannungsquelle mit der Leerlaufspannung UL=12V. Sie besitzt einen Innenwiderstand von RI=1 Ohm und wird in einem Stromkreis mit dem Lastwiderstand RL=10 Ohm betrieben.
   
   Aufgabe: Umrechnen dieser Spannungsquelle in eine Stromquelle.
   
   Ansatz: Da RI und RL in Reihe geschaltet sind, berechnet sich die Spannung über RL zu: URL = UL*(RL/(RI+RL) = 10,91V.
   
   Da keine weiteren Angaben gemacht wurden, soll der Innenwiderstand der Stromquelle gleich dem der Spannungsquelle sein. Der ist bei einer Stromquelle aber nicht in Reihe, sondern parallel zum Lastwiderstand. Damit berechnet sich der Gesamtwiderstand zu R = RI*RL/(RI + RL) = 0,91 Ohm. Damit darüber dieselbe Spannung abfallen kann, muß die Stromquelle einen Strom von I = URL/R = 12A liefern.
   
   Nun soll das Verhalten von Strom- und Spannungsquelle untersucht werden, wenn der Lastwiderstand halbiert wird. In die Formel des Spannungsteilers der Spannungsquelle eingesetzt ergibt sich URL jetzt zu: URL = 12V*(5 Ohm/(1 Ohm + 5 Ohm) = 10V
   
   Der Gesamtwiderstand der Stromquelle errechnet sich jetzt zu: R = 0,83 Ohm. Da die Stromquelle unverändert 12 A liefert, errechnet sich die Spannung über dem Lastwiderstand zu URL = I*R = 10V
   
   Verblüffend? Nicht wirklich, oder?
   
   Munter bleiben... TRICHTEX