Ing: GdE: Die Spannungsquelle
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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 U0 liefert und einem, in Reihe geschalteten Widerstand Ri. Dieser wird "Innenwiderstand" der Spannungsquelle genannt.
Der Spannungsverlauf an der realen Spannungsquelle ist von dem Strom abhängig, der entnommen wird.
Ua = U0 − I * Ri
Den Innenwiderstand kann man nicht direkt messen, sondern durch zwei Messungen: eine ohne Last und noch einmal mit Last.
Beispiele für Spannungsquellen sind Batterien, Solarzellen und Generatoren. Die 4 bekannten Batterien AAA AA C und D haben alle die gleiche Leerlaufspannung, aber unterschiedliche Innenwiderstände.
Es können auch elektrische oder elektronische Systeme als Spannungsquellen betrachtet werden. So kann man die Steckdose als Spannungsquelle betrachten, mit den Eigenschaften U0 = 235 V und Ri = 0,3 Ω
Daraus folgt, dass an dieser Steckdose bei Entnahme von 10A die Spannung auf 232 V absinkt.
Bei Kurzschluß würden dann 783,3 A Strom fließen - bis die Sicherung durchgeschmolzen ist.
[Bearbeiten] 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
