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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromquelle , hoher Ausgangswiderstand


Autor: Gast1456 (Gast)
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Warum muss eigentlich eine Stromquelle einen großen Ausgangswiderstand 
haben?

Autor: HildeK (Gast)
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Muss sie nicht, sollte sie aber.
Hat sie den nicht, so ist es eine schlechte Stromquelle, denn ein Teil 
des idealerweise eingeprägten Stromes fließt dann durch den 
Ausgangswiderstand.

Vergleiche einfach mal Spannungs- und Stromquelle:
Die Spannungsquelle sollte einen möglichst geringen Serienwiderstand (= 
Innenwiderstand) haben, idealerweise Null, so dass bei Belastung (wozu 
ist sie sonst da?) diese Spannung stabil bleibt und am Innenwiderstand 
der Spannungsabfall gegen Null geht.

Bei der Stromquelle ist es ein Parallelwiderstand. Der sollte 
idealerweise möglichst gegen Unendlich gehen. Alles was darunter ist, 
nimmt selbst einen Teil des Stromes auf, der dir dann an den Klemmen der 
Stromquelle fehlt.

Autor: Gast1456 (Gast)
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Danke. Super erklärt!

Autor: Exe (Gast)
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Eine Stromquelle soll i.A. einen konstanten Strom liefern, also einen 
Strom unabhängig vom Lastwiderstand.
Stell es dir am besten so vor.
Eine Spannungsquelle von 1000V in einer black box habe einen 
Innenwiderstand von 10000hm.
Schliesst du die Ausgangsbuchsen kurz so fliesst ein Strom von 1A. 
Belastest du die Klemmen zum Bleistift mit 1Ohm sind es wieder ca diese 
1A und das auch noch bei 10Ohm.
Erst wenn der Lastwiderstand in die Grössenordnung des Innenwiderstands 
kommt ändert sich das.
Transistoren verfügen im C-E Bereich über dieses Verhalten so man die 
Basis konstant hält (Diode) und auch Ops im Gegenkopplungszweig.

Autor: Exe (Gast)
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Schönen Sonntag Hilde.
Ich war da noch am schreiben an den Opi und du warst schneller.

Autor: Gast1456 (Gast)
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>Eine Spannungsquelle von 1000V in einer black box habe einen
>Innenwiderstand von 10000hm.
>Schliesst du die Ausgangsbuchsen kurz so fliesst ein Strom von 1A.
>Belastest du die Klemmen zum Bleistift mit 1Ohm sind es wieder ca diese
>1A und das auch noch bei 10Ohm.

Das verstehe ich glaube ich auch, Weil es eine Reihenschaltung ist und 
der größte Widerstand bestimmt den Strom. Also hier der 
Ausgangswiderstand. Was mich jetzt aber verwirrt ist, die Betrachtung 
beim einen mal als Parallelschaltung und beim anderen als 
Reihenschaltung. Was ist jetzt richtig ? Und wenn beides wie kommt es zu 
den verschiedenen Betrachtungsarten?

Autor: Gast1456 (Gast)
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Ok. Habe es gerafft, bin echt dumm. Also der 
Innenwiderstand=Ausgangswiderstand liegt parallel zur Stromquelle und in 
Reihe zur Last. Sorry für die dämliche Frage.

Autor: HildeK (Gast)
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>Schönen Sonntag Hilde.
Dito. Darf ich mich vorstellen: HildeK - männlich!
>Ich war da noch am schreiben an den Opi und du warst schneller.
Kommt vor und ist nicht tragisch :-)

>Innenwiderstand=Ausgangswiderstand liegt parallel zur Stromquelle und in
>Reihe zur Last.
Nein, er liegt parallel zur Last. Ich habe dir mal ein Bild mit 
Vergleichen zu Strom- und Spannungsquelle angehängt.

Oben eine ideale Spannungsquelle V mit Innenwiderstand Ri_V und daneben 
noch mit einem inneren Parallelwiderstand.
Unten eine ideale Stromquelle I mit Innenwiderstand Ri_C und daneben 
noch mit einem inneren Serienwiderstand.
Außen jeweils der Lastwiderstand.

Zur Spannungsquelle:
Der Innenwiderstand Ri_V wird, sobald Strom fließt, einen 
Spannungsabfall verursachen, dies fehlt dann an RL. Falls noch ein Rx_V 
hinzukäme: der spielt keinerlei Rolle, denn die ideale Spannungsquelle 
kann beliebig viel Strom liefern und betreibt den Rx_V nebenbei. Dessen 
Einfluss ist an den Klemmen (an RL1) nicht zu bemerken.

Zur Stromquelle:
Der Innenwiderstand Ri_C wird einen Teil des Stromes abzweigen, es 
entsteht ein "Stromabfall" (Haha :-)), der dann dem Lastwiderstand 
fehlt.
Falls, wie im rechten Bild gezeichnet, noch ein Serienwiderstand Rx_C 
zur Stromquelle hinzukäme: Der hat wiederum keinen Einfluss, unabhängig 
von seinem Wert und dessen Wirkung ist an den Klemmen nicht zu erkennen. 
Die Stromquelle treibt ihren I einfach durch resp. sie erhöht ihren 
Spannungswert beliebig weit, bis der genannte Strom fließt.

Fazit: Rx_V kann bei der Betrachtung immer weggelassen werden, Rx_C 
dagegen wird kurzgeschlossen. Diese ergänzenden Bemerkungen zu den Rx 
sind manchmal für Berechnungen hilfreich, weil sie die Übersicht 
erhöhen.

Autor: Exe (Gast)
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Das was HildeK schreibt ist richtig lieber Gast.
Graben wir hier einmal nach. Die prinzipielle Funktionsweise ist wohl 
klar geworden.
Interessant wird der Fall bei der, ich möchte fast schreiben, 
"Resonanzkatastrophe" wenn die Last so hochohmig wird dass der Strom 
ZWANGSLÄUFIG unter den vom Kurzschluss aus erstarteten Wert zu fallen 
beginnt.
Dieser Punkt muss kommen da die interne Versorgungsspannung der black 
box die den Stron generiert endlich ist.
In der Nähe dieses Grenzpunktes wird es interessant.
Der von HildeK erwähnte Parallelstrom, also der "abgezweigte" Strom 
erzeugt in der Nähe des offenen Lastkreises eine Spannung die sich der 
internen Uversorg nähert
Wir haben dann

Uklemme = Iqabzweig x Rpar
mit

limUklemme = limIq gegen Null und dem Rpar gegen Unendlich also das 
Problem

U = I x R als lim eines Produkts bei dem ein Faktor gegen Null und der 
andere Faktor gegen Unendlich geht. Dies alles ideal gerechnet.

Das Ergebnis ist endlich d.h. bei offenen Klemmen und Messung mit einem 
Teraohmmeter zum Bleistift wird dann die innere Versorgungsspannung 
gemessen wobei praktisch kein Strom mehr fliesst
Hält man die Ube eines Bipolars fest so kann der Kollektor zur 
Versorgungsspannung kurzgeschlossen werden sofern der Imax durch einen 
Emitterwiderstand begrenzt wird.
Der Strom wird konstant sein bis der Rl so gross wird dass der Kollektor 
Ucesat + Ure erreicht. Dann ist die "Katastrophe" eingetreten. Bei einem 
Schwinger ist die Resonanzkatastrophe dann erreicht wenn der Sinus ein 
Rechteck wird was zwangsläufig bei allen ungeregelten Sinusschwingern 
der Fall ist.
Voltage controlled oscillators kennen die RSK nicht da sie im 
Komparatorzweig digital und im Integratorzweig linear arbeiten wobei 
dann das Dreieck versinust wird durch Approximation oder Filterung.
Ein vco gehorcht NICHT der Schwingbedingung Vo grösser 1 bei 
Phasenschiebung von 0°/360°.
Da wurde im jo-Faden endlos diskutiert und keine Lösung gefunden aber 
das schien niemand zu stören, seinerzeit.

An HildeK
Gespeichert: Männlich. Hätte auch anders sein können.

Autor: gast (Gast)
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Stromquelle oder Spannungsquelle ist das gleiche. Kann man ineinander 
umrechnen. Ist der Innenwiderstand klein, verhält sich das Teil wie eine 
Spannungsquelle, sonst wie eine Stromquelle.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo,

> Stromquelle oder Spannungsquelle ist das gleiche. Kann man ineinander
> umrechnen.
das wird häufig so gelehrt, ist aber unvollständig. Die Äquivalenz von 
Strom- und Spannungsquellen bezieht sich ausschließlich auf das 
Klemmenverhalten! Die in der Quelle verheizte Verlustleistung wird dabei 
regelmäßig außer acht gelassen.

Betrachten wir einmal kurzgeschlossene Spannungsquelle mit 
Innenwiderstand Ri und Lastwiderstand 0. Die Leistung beträgt P=U²/Ri > 
0.

       Ri
 *----|||||-----*
 |              |
 |              |
(|) U           |
 |              | RL=0
 |              |
 |______________|


Und jetzt die äquivaltente Stromquelle:


 *--------------*------------*
 |              |            |
 |              |            |
(-) I=U/Ri     ###           |RL=0
 |             ### Ri        |
 |              |            |
 *--------------*------------|

Hier ist die Leistung gleich Null.


Fazit:
Nach außen verhalten sich beide gleich. Der Kurzschlußstrom ist jeweils 
U/Ri, und die Leerlaufspannung ist I. Die intern umgesetzte Leistung ist 
aber unterschiedlich.


Gruß,
  Michael

Autor: Ganymed (Gast)
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Gast 1456 wrote:
>Sorry für die dämliche Frage.

Es gibt keine dummen Fragen,
es gibt nur Dumme die nicht fragen.

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