Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Theoretische Fragen Elektrotechnik, Spannungsquelle und Spule


von Stefan (Gast)


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Hallo Leute,

ich frage mich folgendes:

Eine Stromquelle prägt unabhängig von Ihrer Last den Strom an die Last 
ein.

Nun nehmen wir eine Stromquelle mit einer Induktivität.

Was passiert ? Die Stromquelle wird versuchen, Ihren Strom einzuprägen, 
die Spule widersetzt sich, eig. ein Widerspruch zu meiner ersten 
Aussage, oder ?

Zweiter Fall:

Zwei identische Spannungsquelle speißen ein Widerstand, d.h. eine 
Spannungsquelle (links), dann die Last (mitte), dann die andere 
Spannungsquelle (rechts). Ich behaupte, bei dieser Anordnung dürfte kein 
Strom fließen, oder ?

von Peter II (Gast)


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Stefan schrieb:
> Was passiert ? Die Stromquelle wird versuchen, Ihren Strom einzuprägen,
> die Spule widersetzt sich, eig. ein Widerspruch zu meiner ersten
> Aussage, oder ?

die Stromquell wird einfach die Spannung erhöhen, damit der Strom 
fließt. Wie es genau abläuft ist dann abhängig von der Größe der Spule, 
das Maximalen  Spannung und vom Regelverhalten der Stromquelle.

> Zwei identische Spannungsquelle speißen ein Widerstand, d.h. eine
> Spannungsquelle (links), dann die Last (mitte), dann die andere
> Spannungsquelle (rechts). Ich behaupte, bei dieser Anordnung dürfte kein
> Strom fließen, oder ?

und wo sie die GNDs angeschlossen, bitte Schaltplan.

von TM F. (p_richner)


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Stefan schrieb:
> Zweiter Fall:

Wenn ich es richtig verstanden haben sind beide +-Poel und beide --Pole 
von beiden Speisegeräten miteinander verbunden. Dann hast du trotzdem 
einen Ladungsunterschied über dem Widerstand und damit fliesst ein 
Strom.

Gibt es kleine Spannungsunterschiede zwischen den Speisegeräte, dann 
fliesst ein hoher Ausgleichsstrom(da der Widerstand zwischen beiden 
Geräten sehr klein ist).

: Bearbeitet durch User
von Stefan (Gast)


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TM FW schrieb:
> Wenn ich es richtig verstanden haben sind beide +-Poel und beide --Pole
> von beiden Speisegeräten miteinander verbunden. Dann hast du trotzdem
> einen Ladungsunterschied über dem Widerstand und damit fliesst ein
> Strom.
>
> Gibt es kleine Spannungsunterschiede zwischen den Speisegeräte, dann
> fliesst ein hoher Ausgleichsstrom(da der Widerstand zwischen beiden
> Geräten sehr klein ist).

Richtig verstanden.

Nein, eben nicht, oder ?!

Also der Pluspol von Spannungsquelle 1 ist mit dem Pluspol von 
Spannungsquelle 1 verbunden, der Minuspol ebenfalls. Zwischen beiden 
Quellen wird nun ein Widerstand eingesetzt, also:

 Quelle 1 --- Widerstand --- Quelle 2
   -             -               -
   -             -               -
   -             -               -
   -------------------------------

Es fließt kein Strom, warum würde ich gerne wissen.

von Peter II (Gast)


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Stefan schrieb:
> Es fließt kein Strom, warum würde ich gerne wissen.

weil keine Spannung am Widerstand anliegt. Halte in Multimeter an den 
Widerstand und es wird 0V anzeigen. Warum sollte da ein Strom fließen?

von Stefan (Gast)


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Peter II schrieb:
> Stefan schrieb:
>> Es fließt kein Strom, warum würde ich gerne wissen.
>
> weil keine Spannung am Widerstand anliegt. Halte in Multimeter an den
> Widerstand und es wird 0V anzeigen. Warum sollte da ein Strom fließen?

Sorry, der Widerstand wird natürlich zwischen PlusPol und Masse 
angeschlossen....bei der Anordnung, wie ich es gezeichnet hatte, ist es 
klar, dass keine Spannung anliegt und daher kein Strom fließt.

von Stefan (Gast)


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Quelle 1 --- ------------ --- Quelle 2
   -             W               -
   -             i               -
   -             d               -
   -------------------------------

So wäre es korrekter bzw. so ist es gemeint.

von Udo S. (urschmitt)


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Stefan schrieb:
> Quelle 1 --- ------------ --- Quelle 2
>    -             W               -
>    -             i               -
>    -             d               -
>    -------------------------------
>
> So wäre es korrekter bzw. so ist es gemeint.

Warum soll bei der Anordnung kein STrom fliessen?
Der Widerstand sieht Uq1 = Uq2 und es gilt das Ohmsche Gesetz.

Ansonsten sind ideale Quellen und Bauteile Modelle, die die Berechnung 
vereinfachen sollen, und wenn du diese Modelle im Grenzbereich betreibst 
(Ideale Stromquelle an idealer Spule) dann ist die Vereinfachung auf ein 
ideales Modell schlicht nicht mehr zulässig weil beliebig falsch.

von Stefan (Gast)


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Udo Schmitt schrieb:
> Stefan schrieb:
>> Quelle 1 --- ------------ --- Quelle 2
>>    -             W               -
>>    -             i               -
>>    -             d               -
>>    -------------------------------
>>
>> So wäre es korrekter bzw. so ist es gemeint.
>
> Warum soll bei der Anordnung kein STrom fliessen?
> Der Widerstand sieht Uq1 = Uq2 und es gilt das Ohmsche Gesetz.
>
> Ansonsten sind ideale Quellen und Bauteile Modelle, die die Berechnung
> vereinfachen sollen, und wenn du diese Modelle im Grenzbereich betreibst
> (Ideale Stromquelle an idealer Spule) dann ist die Vereinfachung auf ein
> ideales Modell schlicht nicht mehr zulässig weil beliebig falsch.

Aus folgender Überlegung:

Meintwegen hat Quelle 1 und Quelle 2 eine Spannung von 5 V. Der 
Widerstand sei 1 Ohm.

Betrachten wir nun das ohmsche Gesetz, alleine für Quelle 1, so müssten 
5 A fließen.

Annahme: Superposition erlaubt !

Betrachten wir nun Quelle 2 alleine, so fließen ebenfalls 5 A, 
überlagerung beider führt zu 10 A und damit nicht gültig.

Daher würde kein Strom fließen !

von Udo S. (urschmitt)


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Stefan schrieb:
> Annahme: Superposition erlaubt !

Was hier so nicht geht, da du zwei ideale Spannungsquellen parallel 
schaltest.
Die unterscheiden sich genau gar nicht von einer idealen 
Spannungsquelle.
Und damit stimmt die Rechnung wieder.

Oder rein rechnerisch: Da bei der Superposition die übrigen 
Spannungsquelle(n) durch einen Kurzschluss ersetzt wird hat du an der 
anderen Spannungsquelle unendlichen Strom.

Sobald du bei einer Quelle in Richtung unendlichen Strom oder unendliche 
Spannung kommst ist das Modell nicht mehr brauchbar.

Stefan schrieb:
> überlagerung beider führt zu 10 A und damit nicht gültig.
falsch, du musst die übrigen Spannungsquellen als Kurzschluss 
betrachten!

Du kannst ja vor jede ideale Spannungsquelle einen (niedrigen) 
Vorwiderstand setzen, schon stimmt die Rechnung.

: Bearbeitet durch User
von ArnoR (Gast)


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Stefan schrieb:
> Betrachten wir nun das ohmsche Gesetz, alleine für Quelle 1, so müssten
> 5 A fließen.

Ja.

> Annahme: Superposition erlaubt !
>
> Betrachten wir nun Quelle 2 alleine, so fließen ebenfalls 5 A

Ja.

> überlagerung beider führt zu 10 A und damit nicht gültig.

Falsch. Die Überlagerung führt zu immer noch 5A (wegen Widerstand und 
Spannung), der Strom wird nun von jeder Spannungsquelle zur Hälfte 
geliefert.

> Daher würde kein Strom fließen !

Falsch.

von Udo S. (urschmitt)


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ArnoR schrieb:
> Die Überlagerung führt zu immer noch 5A (wegen Widerstand und
> Spannung), der Strom wird nun von jeder Spannungsquelle zur Hälfte
> geliefert.

Mathematisch ist der Ausdruck unbestimmt, da die eine Spannungsquelle 
jetzt unendlichen Strom durch den Kurzschluss treibt, den die andere 
Spannungsquelle nach dem Superpositionsprinzip darstellt.
In der Realität hast du aber immer Innen und Leitungswiderstände die die 
Stromaufteilung tatsächlich bestimmen.

von ArnoR (Gast)


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Udo Schmitt schrieb:
> Mathematisch ist der Ausdruck unbestimmt, da die eine Spannungsquelle
> jetzt unendlichen Strom durch den Kurzschluss treibt, den die andere
> Spannungsquelle nach dem Superpositionsprinzip darstellt.

Ich meine, wie Stefan, den Strom durch den Widerstand. Nicht den Strom 
der Quellen untereinander.

von Stefan (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Udo Schmitt schrieb:
>> Mathematisch ist der Ausdruck unbestimmt, da die eine Spannungsquelle
>> jetzt unendlichen Strom durch den Kurzschluss treibt, den die andere
>> Spannungsquelle nach dem Superpositionsprinzip darstellt.
>
> Ich meine, wie Stefan, den Strom durch den Widerstand. Nicht den Strom
> der Quellen untereinander.

Ok, gut andere Überlegung:

Widerstand sei 100 Ohm und Innenwiderstand der Quelle sei 1 Ohm, dann 
betrachten wir sowohl real als auch ideal die Superposition und auch da 
wird kein Strom fließen !

von Paul Plan (Gast)


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Eine Spannung ist immer die Differenz zwischen zwei Potentialen.

Schauen wir die Quelle 1 an:
Der untere Anschluss hat das Potential 0V, der obere Anschluss hat 5 V.
Die Differenz beträgt also genau 5V.

Der Widerstand ist mit idealen Leitern mit den beiden Polen der Quelle 
verbunden.
Also liegen an seinen Anschlüssen unten 0V und oben 5V an. Differenz 
ebenfalls 5V.

Jetzt kommt Herr Ohm ins Spiel, der sagt: Strom ist die anliegende 
Spannung / Widerstand.
Also 5 V / 1 Ohm = 1A
Durch den Widerstand fließt ein Strom von 1 A.

Jetzt nehmen wir die rechte Quelle hinzu.
Auch die hat exakt die gleiche Potentialdifferenz wie die linke Quelle 
also 5V.

Wenn wir beide - und + Anschlüsse verbinden, wie wirkt sich das auf die 
Differenz aus?
Gar nicht. Der Widerstand sieht nach wie vor eine Differenz von 5V.
Gleiche Differenz, gleicher Widerstand ergibt gleichen Strom.
Es fliesst also nach wie vor ein Strom von 5A durch den Widerstand.

Was oben rein fließt, muss auch unten wieder raus.

Schaun wir etwas höher zur Abzweigung zwischen Spannungsquelle und 
Widerstand:
Unten raus fließen 5 A, soviel steht fest.
Das was unten raus kommt muss irgendwo rein, und wird sich auf die 
Spannungsquellen aufteilen.
Insgesamt kommen aus den Spannungsquellen 5A, aber da beide identisch 
sind, wird sich der Strom aufteilen. Weil identisch, teilt er sich genau 
gleich auf.
Mit freundlicher Genehmigung des Kollegen Kirchhoff fließen aus jeder 
Quelle 2,5 A heraus. Im Knoten addieren sie sich zu 5A und fließen in 
den Widerstand.
Aus diesem wieder heraus und teilen sich im unteren Knoten wieder auf, 
denn auch hier gilt, was oben aus der Spannungsquelle rausfliesst, muss 
unten wieder rein.
In dem Fall jeweils genau 2,5 A.

von Paul Plan (Gast)


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Stefan schrieb:

> Ok, gut andere Überlegung:
>
> Widerstand sei 100 Ohm und Innenwiderstand der Quelle sei 1 Ohm, dann
> betrachten wir sowohl real als auch ideal die Superposition und auch da
> wird kein Strom fließen !

Wenn du Superposition nach Helmholtz machst, dann musst du schon bis zum 
Schluss fertigrechnen und nicht bei der Hälfte aufhören.
Sonst kommt natürlich Käse raus.

Nochmal die Vorgehensweise:

- Bis auf eine Quelle werden alle anderen entfernt. Spannungsquellen 
werden durch Kurzschlüsse ersetzt bzw. Stromquellen als Unterbrechung 
gesehen. Die Innenwiderstände der Quellen verbleiben jedoch in der 
Schaltung.
- Die gesuchten Teilströme mit der verbliebenen Quelle werden berechnet.
- Das Vorgehen wird für jede andere Quelle wiederholt.
- Zum Schluss wird die vorzeichenrichtige Addition der errechneten 
Teilströme für die betrachteten Zweige durchgeführt.

Du hast aber beim zweiten Punkt aufgehört.
Mach eine Zeichnung und zeichne die Teilströme ein und addiere 
vorzeichenrichtig.

von TM F. (p_richner)


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Paul Plan schrieb:
> Also 5 V / 1 Ohm = 1A

= 5A :)

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