Hallo,
Ich studiere im ersten Semester Fernsehtechnik und da gehört
die Elektrotechnik eben dazu!
Schön, dann wissen wir jetzt wenigstens, auf welchem Niveau wir
uns etwa bewegen 
Man kann zwar eine ideale Stromquelle als
Spannungquelle mit
unendlichem Ri und unendliche hoher Spannung definieren,
aber in Praxis gibt’s das ja natürlich nicht.
Es gibt aber Stromquellen, die in einem begrenztem
Spannungsbereich
ein sehr großes Ri hat ( Ri >>> Rlast ).
ok, natürlich gibt es ideale Strom- und Spannungsquellen
nicht, aber das ist eben die Theorie, die man gelehrt bekommt.
Und das ist auch gar nicht so schlimm, weil man durchaus mit
idealen Elementen rechnen kann, solange man die Randbedingungen
beachtet, die dann für praktische nichtideale Bedingungen gelten.
Wie ich es aber verstanden hab, kann man sagen, dass in der
Praxis eine Stromquelle einen sehr großen Innenwiderstand hat,
um eben einen möglichst konstanten Strom zu liefern.
Ja, das ist eine rein rechnerische Schlußfolgerung, die sich auch
aus meinem Beispiel ergibt.
Man kann den Lastwidestand (in einem bestimmten Bereich) verändern,
ohne daß sich der Strom merklich ändert -> eben I=Konstant.
Wenn man diese Quelle als Blackbox vor sich hätte, könnte man
das Innere der Blackbox im einfachsten fall als Reihenschaltung
einer sehr sehr hohen Spannungsquelle mit einem sehr sehr
hohem Vorwiderstand annehmen.
(I quell = I last)
Hä, das ist eine Bauernweisheit (gilt immer für Reihenschaltung !!!)
Wenn schon, dann sollte I_last = konst sein unabhängig von R-Last.
Das macht doch eine Stromquelle aus !
Um auf die Thoerie zurückzukommen:
Wenn man nur Rlast unendlich der Strom konstant bleibt.
Man kann das auch leicht aus den Berechnungsformeln für eine
Reihenschaltung von Widerständen ableiten.
Für den Fall R_last Der Differenzstrom wäre also 0,1uA bei ca. 10V
Spannungänderung.
Das ist etwa das, was eine elektronische
0815-Konstantstromquelle
locker leisten kann.
Rechne mal aus, welchen Innenwiderstand die Quelle dann hat.
Wie hoch müßte die Spannung sein, wenn man das tatsächslich
mit einer Spannungquelle an dem gesuchten Innenwiderstand
nacbilden wollte.
Ich versteh die Aufgabe glaube nicht so ganz, beim Kurzschluss
müsste der Widerstand doch 0 sein und ich muss doch die
Leerlaufspannung kennen:
Ri berechnet sich jedenfalls aus
Leerlaufspannung/Kurzschlussstrom
In dem Fall also: Ri = 10V / 1*10^-3A => 10.000 Ohm
Das wurde ja nun schon geklärt.
Bei einer Umwandlung in die Spannungsquelle, müsste man die
Werte des Innenwiderstandes und des Kurzschlussstromes
beibehalten
-> Ul = Ri / Ik = 10 V
Ich weiß nicht, was du immer mit umwandeln hast ?
Stromquelle ist eben die Reihenschaltung von Spannungsquelle
und einem zusätzlichen Widerstand (beide theor.
unendlich).
Der zusätzliche Widerstand ist nicht das Ri der idealen
Spannungsquelle.
Ich habe nochmal mit meinem Prof geredet und auch einen
Hinweis in entsprechender Literatur gefunden.
Man kann keine ideale Stromquelle in eine ideale
Spannungsquelle umrechnen und umgekehrt, weil dabei
unbrauchbare, unendlich große Werte auftreten.
Da ist nix umzurechnen. Eine Spannungsquelle ist definiert
als eine elektromotorische Kraft ohne Innenwiderstand Ri
Eine Stromquelle ist eine Spannungquelle mit unendlich hohem
Reihenwiderstand. Beides zusammen wird mit dem Schaltsymbol
der Stromquelle dargestellt.
Praktisch werden Stromquellen mittel spezieller Schaltungen
realisiert.
http://images.google.de/images?q=konstantstromquelle…
Da gibt es sehr einfache mit einem Transistor und paar BE drumherum
und weitaus aufwendigere mit OPV und Präsisionsreferenzen.
Was meinst du mit dem zusätzlichen Widerstand?
In unseren bisherigen Schaltbildern ist immer nur die Quelle
und ein Innenwiderstand aufgetaucht.
Siehe obige Definition.
Unterscheide bitte mal zwischen einen Ri , welches zu einer
Spannungsquelle gehört und dem zusätzlichen sehr großen
Reihenwiderstand , welcher typisch für die Stromquelle ist.
Ri ist also nicht immer das gleiche !
- Warum ist der Leerlauf einer Stromquelle kritisch?
In Praxis eher selten der Fall (siehe Beispiel oben).
ok das habe ich jetzt verstanden. aber trotzdem entstehen noch
sehr hohe spannungen, die man nicht unterschätzen sollte.
Ja, das kann in Praxis durchaus ein Problem werden.
Wenn man z.B. ein Labornetzteil als Stromquelle betreibt, um
eine LED mit einem def. Strom zu beaufschlagen, dann kann die
LED plötzlich kaputt sein, obwohl der Strom auf 10mA begrenzt
war.
Angenommen, das Netztteil hat eine Ua=30V, die an den Klemmen
solange anliegen, bis der Strom auch fließen kann, dann muß
das Netzteil beim Anklemmen der LED erstmal die Spannung
auf ca. 2V LED-Spannung herunterbringen und dann auf konst. 10mA
weiterregeln. Das dauert etwas Zeit und meist ist es auch noch
so, daß am Netzteilausgang ein Kondensator in der Schaltung ist,
der die Stabilität der Spannung garantiert.
Der Kondensator ist aber am Anfang auch 30V aufgeladen und muß
sich erstmal auf die LED-Flußspannung entladen. Dieser
Entladestrom kann ganz erheblich groß werden, weil die LED
einen sehr kleinen Innenwiderstand hat. Die LED wird also
kurz und sehr heftig aufblitzen und dann hoffentlich normal
weiterleuchten oder auch nicht, weil die die zig Ampere
Entladestrom auch nicht für einige us aushält.
- Warum fließt im Kurzschlussfall der gesamte Strom durch die
Kurzschlussbrücke und nicht noch ein kleiner Teil durch den
parallelen Innenwiderstand? Kann man das so sagen, weil der
Strom immer den Weg des geringsten Widerstandes nimmt und beim
Kurzschluss R=0 ist?
Konfus ?
Ja, wenn man den Idealfall betrachtet schon. In der Praxis,
wie du bereits sagtest ist es wohl nicht der Fall weil Ri nie
0 wird.
Nö, das oben steht was von Kurzschlußbrücke und einem parallelen
Innenwiderstand. Das ist Quatsch. Der Kurzschluß ist außen
und der Innenwiderstand innen, also in Reihe!
- Wie kann bei einer Spannung von 0V überhaupt ein Strom
fließen?
In Praxis gibt es kein 0V, wenn Strom fließt.
Gut, bei Supraleitung erreicht man das annähernd.
Ich glaube ich habe da meine Frage etwas misverständlich
gestellt,
was meine Nachforschungen ergeben:
Der Kurzschlussstrom berechnet sich eben aus dem Quotienten
(Quellspannung/Innenwiderstand), weshalb die „nicht vorhande“
Spannungen zwischen den Kurzschlussklemmen für den Fall nicht
wichtig ist.
Das ist jetzt richtig.
Bei der Reihenschaltung Ri und R-Last wird der Strom
durch (Ri + R_Last) bestimmt. Wenn nun R-Last = 0 wird, ist klar
was de Strom dann noch bestimmt (Dabei soll die Spannungsquelle
U konstant sein.
Wir haben gelernt, dass Spannung die Energie/Arbeit ist, die
benötigt wird um eine Ladung zwischen 2 Punkten entlang eines
elektrischen Feldes zu bewegen.
Spannung ist keine Energie und keine Arbeit !
Missverständnis meinerseits! Ich habe Energie/Arbeit nicht
als Quotient gelesen-
Nun ja, das steht leider in unserem Lehrbuch so drin.
(Basiswissen Gleich- und Wechselstromtechnik von Marlene
Marinescu und Jürgen Winter, S.7)
Wahrscheinlich ist dieses Missverständnis durch folgende
Umformung entstanden:
U = E*l (Feldstärke * Länge des Leiters) [E = F/Q]
U = (F*l) / Q ( Kraft * Länge / Ladung) [F * l = W]
U = W / Q
Natürlich gibt es noch die Definition des Linienintegrals der
Feldstärke zwischen zwei Punkten eines Stromkreises, aber
dieses haben wir noch nicht behandelt und somit die Definition
so stehen gelassen.
(Was ich auch immer nervend finde, mit dem Fortschreiten des
Unterrichts in Schule oder Studium die Definitionen immer
wieder geändert werden)
Nein, die ändern sich nicht wirklich, aber die werden ständig
erweitert und aus anderen Blickwinkel beleuchtet.
So ist das nun mal in der Physik und Mathematik.
Man kann an das gleiche Problem oft sehr verschieben herangehen.
Mal auch Richtung der klassischen Physik, dann wieder aus
Richtung der klassischen E-Technik, dann auch Richtung der
Feldthoerie oder der Quantenphysik usw. Aber alles hängt
irgendwie zusammen und man kommt immer wieder auf’s gleiche raus.
Gruß Uwi
)