Ing: GdE: Die Spannungsquelle

Eine ideale Spannungsquelle ist ein Element, das unabhängig vom Strom und der angehängten Last eine konstante Spannung erzeugt.

Reale Spannungsquellen kann man sich vorstellen, als ideale Spannungsquelle, die die Leerlaufspannung $U_{0}$ liefert und einem, in Reihe geschalteten Widerstand $R_{i}$. Dieser wird "Innenwiderstand" der Spannungsquelle genannt.

Die Spannung an der realen Spannungsquelle ist von dem Strom abhängig, der entnommen wird.

$U_{a}=U_{0}-I*R_{i}$

Den Innenwiderstand kann man nicht direkt messen, sondern durch zwei Messungen bestimmen: eine ohne Last und noch einmal mit Last.

Beispiele für Spannungsquellen sind Batterien, Solarzellen und Generatoren. Die vier bekannten Batterietypen AAA, AA, C und D haben alle die gleiche Leerlaufspannung (1,5 V), aber unterschiedliche Innenwiderstände.

Auch elektrische oder elektronische Systeme können als Spannungsquellen betrachtet werden. So kann man z. B. eine Steckdose als Spannungsquelle betrachten, mit den Eigenschaften $U_{0}$ = 235 V und $R_{i}$ = 0,3 Ω

Daraus folgt, dass die Spannung an dieser Steckdose bei Entnahme von 10A auf 232 V absinkt.

Bei einem Kurzschluß würden dann 783,3 A Strom fließen - bis die Sicherung durchgeschmolzen ist.

Aufgaben

1. Eine Batterie hat im Leerlauf 1,5 Volt. Bei Belastung mit einem Glühbirnchen wird 1,32 V 0,38 A gemessen

Wie groß ist der Innenwiderstand der Batterie?

Wie groß ist der Kurzschlußstrom?

Annahme: Der Innenwiderstand sei von der Belastung unabhängig.

2. Eine Spannungsquelle liefert bei 10 A Belastung eine Spannung von 11,9 Volt. Bei 18 A Belastung eine Spannung von 11,72 Volt

Wie groß ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle?

Wie groß ist die Leerlaufspannung?

Lösung: Siehe Ing:_GdE:_Die_Spannungsquelle_Loesungen

 

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