Hallo, kann mir bitte jemand erklären, warum ein hoher Eingangswiderstand (z.B. bei einem OP) gut sein soll. Ich habe gelesen, dass dadurch die Spannungsquelle wenig belastet wird, aber warum?
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ämpl schrieb: > kann mir bitte jemand erklären, warum ein hoher Eingangswiderstand (z.B. > bei einem OP) gut sein soll. Ich habe gelesen, dass dadurch die > Spannungsquelle wenig belastet wird, aber warum? I = U/R
Ich habe mir dazu noch folgendes Video angeschaut. https://www.youtube.com/watch?v=FZOZWSSfyY8 Dort wird ab 5:00 erklärt, dass ein hoher Strom fließt weil der Eingangswiderstand der Elektronik gering ist. Genauso könnte ich bei diesem Beispiel doch sagen, dass ein kleiner Strom fließt, weil der Ausgangswiderstand vom Sensor hoch ist. Oder nicht??? Man muss doch den Gesamtwiderstand Ausgangswiderstand Sensor + Eingangswiderstand Elektronik betrachten, um den Strom zu ermitteln? Oder liege ich falsch?
Ja das siehst du richtig. Wenn der Ausgangswiderstand der Quelle sehr viel geringer ist, als der Eingangswiderstan der Senke, kann man die Verluste am Ausgangswiderstand oft vernachlässigen. Dann ist die Berechnung einfacher. Doch hohe Eingangswiderstände haben unter Umständen auch Nachteile. Die sind nicht immer und überall vorteilhaft.
ämpl schrieb: > kann mir bitte jemand erklären, warum ein hoher > Eingangswiderstand (z.B. bei einem OP) gut sein soll. > Ich habe gelesen, dass dadurch die Spannungsquelle > wenig belastet wird, Ja, das stimmt. > aber warum? Weil wenig Strom fließt. (Das wusstest Du schon.) Und warum ist (meistens) gut, wenn wenig Strom fließt? Weil dann der Spannungsabfall, der durch den fließenden Strom am Innenwiderstand der Quelle hervorgerufen wird, sehr gering ist.
Stefan U. schrieb: > Wenn der Ausgangswiderstand der Quelle sehr viel geringer ist, als der > Eingangswiderstan der Senke, kann man die Verluste am Ausgangswiderstand > oft vernachlässigen. Dann ist die Berechnung einfacher. Also meiner Meinung nach müsste bei dem Beispiel ab Minute 5:00 ein kleiner Strom fließen, denn den kleinen Eingangswiderstand kann man im Vergleich zum hohen Ausgangswiderstand vernachlässigen und dadurch fließt ein kleiner Strom (aufgrund des hohen Gesamtwiderstands)
Stell dir einfach vor, du wärest ein Spion. Schaltest du dich mit deiner Schnüffel-Elektronik mit kleinem Eingangswiderstand an die Telefonleitung des zu Beschnüffelnden, merkt der, dass deine Abhörschaltung plötzlich für ein leiseres Signal sorgt, weil z.B das Signal nur noch zur Hälfte zu ihm kommt, während du die andere Hälfte abziehst. Hat die Schnüffelschaltung einen hohen Eingangswiderstand, merkt er nichts, weil deine Abhörschaltung kaum Signal-Strom abzweigt und somit das abgehörte Signal kaum verändert. Fazit: Hoher Eingangswiderstand = Geringe Beeinflussung des Messobjekts...
xxox schrieb: > Stefan U. schrieb: > Also meiner Meinung nach müsste bei dem Beispiel ab Minute 5:00 ein > kleiner Strom fließen, denn den kleinen Eingangswiderstand kann man im > Vergleich zum hohen Ausgangswiderstand vernachlässigen und dadurch > fließt ein kleiner Strom (aufgrund des hohen Gesamtwiderstands) Sieh's mal so: Du hast einen Sensor mit einer Ausgangsspannung von 2V und einem Innenwiderstand von 100 kOhm. Das entspricht einer idealen Spannungsquelle mit 2V und einem Widerstand von 100kOhm in Reihe mit der Spannungsquelle und dem Anschlußkontakt. Ziel ist es die 2V möglichst genau zu messen. Nehmen wir an Du hast ein (sehr schlechtes) altes analoges Multimeter mit einem Eingangswiderstand von 100kOhm. Das bedeutet, dass im Meßgerät ein Widerstand von 100kOhm parallel zu den beiden Meßstrippen liegt. Diese 100 kOhm belasten die zu messende Spannung. Wenn man dieses Meßgerät an den obigen Sensor anschließt wird es 1V anzeigen, da der Innenwiderstand des Sensors zusammen mit dem Innenwiderstand des Meßgerätes einen Spanungsteiler bilden, der in diesem Fall die Spannung halbiert. Wenn man die Innen- und Eingangswiderstände nicht berücksichtigt würde man also (fälschlicherweise) davon ausgehen, dass der Sensor eine Spannung von 1V ausgibt während es eigentlich 2V sind. Nimmt man stattdessen ein aktuelles digitales Multimeter mit typischerweise 10 MOhm Eingangswiderstand würde die angezeigte Spannung 1,98V betragen (2V * (10 MOhm / (10 MOhm + 100 kOhm))). Das ist viel näher an den eigentlich vorhandenen 2V. => Je hochomiger das Meßgerät desto geringer der Meßfehler für Spannungsmessungen. Letztendlich kommt es nicht auf den absoluten Strom an, der beim Messen fließt, sondern auf das Verhältnis von Innenwiderstand der Quelle zum Eingangswiderstand der Meßgerätes. Da man es in beiden Fällen mit realen (== nichtoptimalen) Bauteilen zu tun hat optimiert man typischerweise wo man kann und versucht den Sensor mit einem möglichst geringen Innenwiderstand zu produzieren ohne dabei andere Parameter des Sensors nachteilig zu beeinflussen. Beim Meßgerät ist es nicht anders - hier versucht man den Eingangswiderstand möglichst groß zu bekommen, damit die Beeinflussung (Belastung) durch das Meßgerät möglichst klein wird. Wenn es technisch möglich wäre würde man den Innenwiderstand des Sensors auf 0 Ohm bringen und den Eingangswiderstand des Meßgerätes unenglich groß. Da es technisch nicht möglich ist strebt man einen möglichst guten Kompromiss an (z.B. preiswerte Sensoren und Multimeter mit mittelmäßigen technischen Daten für die Massenproduktion und exorbitant teure Sensoren und Meßgeräte mit richtig guten Daten für Spezialfälle). Also nicht anders als eigentlich überall im Leben. Gruß, Bernd
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@Jakob und @Bern danke für eure verständlichen Erklärungen. Mir geht es nun aber noch um ein anderes Problem. Schaut euch vom Minute nur Minute 5:00 bis 6:00 an. Wieso fließt hier ein hoher Strom (wegen dem niedrigen Eingangswiderstand) und nicht wie von mir und xxox vermutet ein niedriger Strom (wegen dem hohen Gesamtwiderstand von Ausgang und EIngang)
ämpl schrieb: > Wieso fließt hier ein hoher Strom (wegen dem niedrigen > Eingangswiderstand) und nicht wie von mir und xxox vermutet ein > niedriger Strom (wegen dem hohen Gesamtwiderstand von Ausgang und > EIngang) Warum benutzt Du nicht einfach nur einen Nick anstatt hier zwei Personen "ämpl" und "xxox" vorzutäuschen? Das ist weder erlaubt noch nett gegenüber denjenigen, die Dir helfen wollen.
ämpl schrieb: > Wieso fließt hier ein hoher Strom (wegen dem niedrigen > Eingangswiderstand) und nicht wie von mir und xxox vermutet ein > niedriger Strom (wegen dem hohen Gesamtwiderstand von Ausgang und > EIngang) Deine Vermutung ist absolut richtig. Der Vortragende hat die qualitativen Begriffe 'klein' und 'hoch' ohne Unterscheidung verwendet. Das impliziert quasi einen festen Wert für 'hoch' bzw. 'klein' und führt zu Missverständnissen. Wenn schon qualitativ, dann hätte er Begriffe wie 'sehr viel höher als' oder 'sehr viel kleiner als' verwenden müssen. In der Schaltung ohne Impedanzwandler sieht der Sensor durch die Elektronik fast einen Kurzschluss und kann deshalb kaum eine Spannung abliefern, weil der Ausgangsstrom für seine Verhältnisse hoch ist. Trotzdem ist der absolute Strom klein. Mit Impedanzwandler mit dem sehr kleinen Ausgangswiderstand kann sehr viel mehr Strom am Ausgang liefern, muss es aber nicht tun. Aus seiner Sicht ist der Ausgangsstrom klein, obwohl er absolut deutlich größer ist. Für den Sensor ist jetzt sein Ausgangsstrom klein, tatsächlich ist er sogar extrem klein. Noch besser wäre gewesen, er hätte reale Zahlen als Beispiel dazu geschrieben. Beispiel: - der Sensor hätte 100kΩ Ausgangswiderstand - die Elektronik hätte 1kΩ Eingangswiderstand - der OPA hätte 100MΩ Eingangswiderstand - der OPA hätte 10Ω Ausgangswiderstand
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