Verständnis Stromquelle

[Chris K. (christian_k838)]

Guten Tag,
ich hab Probleme mit dem Verständnis der spannungsgesteurten 
Stromquelle. Ich habe versucht, diese in LTSpice zu simulieren. Ab einer 
gewissen Lastimpedanz, passt dies aber nicht mehr zu vereinfachten 
Theorie.
Erwartet hatte ich mir einen Strom von 10mA

$$I_(out)=U_(Eingang)/R_(1)$$

.
 In der Theorie wird Differenzspannung am Eingang als quasi 0 
vorausgesetzt und die Ausgangsimpedanz als unendlich. Meine Frage zu der 
Schaltung ist, ab was für einer Last sinkt der Strom gegenüber dem 
berechneten Strom ab. Wie ist die Ausgangsimpedanz, wenn nicht 
unendlich.

[M.A. S. (mse2)]

1. Sehe ich in Deiner Simulation 1mA, nicht 10mA.

2. Scheint mir R1 überhaupt keinen (nennenswerten) Einfluss auf den 
geregelten Strom haben zu können (der Spannungsabfall an ihm wird 
überhaupt nicht erfasst), eher R7.

3. Mit der Berechnung der Impedanz Deiner Quelle werde ich mich jetzt 
nicht befassen, aber...

4. Ab welcher Last nicht mehr der Sollstrom fließt: nun ja, das ist von 
der Stellgröße (Versorgungsspannung) abhängig. Wenn diese (abzüglich der 
Rail-Grenzen des OPs) nicht mehr ausreicht, den Sollstrom durch die Last 
zu treiben, dann spätestens ist Schluss.

Bis diese erreicht ist, hat Deine Quelle eine bestimmte (recht hohe) 
Impedanz.
Ab da hast Du eine andere (das ganze ist über diese Grenze hinweg start 
nichtlinear).

[karadur (Gast)]

Bei 10V Ub wirst du an 10k wohl nicht mehr erreichen.

[Chris K. (christian_k838)]

Vielen Dank,
das mit der Versorgungsspannung macht natürlich Sinn.Woher weiß ich den 
was für eine Versorgungsspanung was für eine Last mit mit was für einen 
Strom versorgen kann?
Vielen Dank im Vorraus.

[Ralf L. (ladesystemtech)]

R = U / I

[Der Andere (Gast)]

Chris K. schrieb:
> Woher weiß ich den
> was für eine Versorgungsspanung was für eine Last mit mit was für einen
> Strom versorgen kann?

Mit dem Ohmschen Gesetz

[Chris K. (christian_k838)]

Mit dem ohmschen Gesetz , kommt man hier nicht wirklich weiter. Hab das 
mal mit 1kohm Lastwiderstand, für einen gewünschten konstanten Strom z.B 
10mA müsste falls das ohmsche Gesetz zu verwenden ist eine 
Versorgungsspannung von 10V ausreichen. Leider kann ich dies so nicht 
bestätigen. Mir ist aufgefallen, dass mit einer kleineren 
Eingangsspannung bei Anpassung der Widerstände für einen Strom von 10 mA 
der Strom zwar immer noch nicht die 10mA erreicht, aber deutlich näher 
dran ist.

[Ralph B. (rberres)]

Bei +-10V Betriebsspannung am OP kann der OP keine Ausgangsspannung von 
10V

Erhöhe die Betriebsspannungen mal auf +-15V oder noch höher.

Auserdem erscheinen mir die Widerstände mit 10Mohm unrealistisch hoch.

Das geht allenfalls bei OPs mit Fet-Eingänge.

Ralph Berres

[Der Andere (Gast)]

Chris K. schrieb:
> Mit dem ohmschen Gesetz , kommt man hier nicht wirklich weiter.

Aber sicher doch. Die Simulation benutzt auch das Ohmsche Gesetz

Chris K. schrieb:
> Hab das
> mal mit 1kohm Lastwiderstand, für einen gewünschten konstanten Strom z.B
> 10mA müsste falls das ohmsche Gesetz zu verwenden ist eine
> Versorgungsspannung von 10V ausreichen. Leider kann ich dies so nicht
> bestätigen.

Man braucht halt schon noch etwas mehr.
1. Der OP kann je nach Versorgungsspannung nur eine Ausgangsspannung 
erzeugen die ggf. mehrere Volt unterhalb der Versorgungsspannung liegt. 
Schau dir das Datenblatt an.
2. Der Strom fliesst nicht nur durch deinen Lastwiderstand, sondern auch 
noch durch R7. An dem fällt halt auch noch etwas Spannung ab.

Deine Spannungsteiler sind unrealistisch hochohmig.

Was sollst du eigentlich erreichen?

[M.A. S. (mse2)]

Chris K. schrieb:
> Mit dem ohmschen Gesetz , kommt man hier nicht wirklich weiter.

Nee, mit dem ohmschen Gesetz allein nicht. Ein bisschen gesunder 
Menschenverstand und Sachkenntnis bzgl. der Bauteile, die Du da 
verwendest, wären in der Tat auch noch nötig.  ;)

Immerhin sagt Dir das ohmsche Gesetz aber schon mal, dass durch 10kOhm 
bei einer höchsten in der Schaltung auftretenden Spannung von 10V keine 
10mA getrieben werden können.

Du solltest Dich einmal mit den Grundlagen von OPs vertraut machen: was 
wirkt hier noch begrenzend? Ein 'normaler' OP kann nur eine maximale 
Ausgangsspannung liefern, die (mehr oder weniger deutlich) kleiner ist, 
als die Betriebsspannung.
Es gibt OPs, die zumindest sehr dicht an die Betriebsspannung 
herankommen, das sind sogenannte Rail-to-Rail-OPs.

Lies Gundlagenliteratur: wie funktioniert ein OP, welche Eingenschaften 
und Grenzen hat er. Sonst wirst Du Dich immer wieder wundern!


Edit: Wenn Du Dir dann einen OP ausgesucht hast, lies dessen Datenblatt!

[Chris K. (christian_k838)]

Stimmt in der Realität müsst ich eine größere Versorgungsspanung 
anlegen(+-2V). Ich habe das Ganze jetzt hier aber mit einem idealen OP. 
in LTSpice simuliert. Eine Erhöhung der Versorgungsspanung sorgt dafür 
sorgt dafür das ich den gewünschten Strom bekomme. Danke. Hab es jetzt 
verstanden. Die 10 mega sind tatsächlich sehr hoch aber, umso größer 
umso weniger Strom fließt über diesen zurück. Hatte ich mal gedacht. Nun 
hab ich noch eine Frage wie sieht es mit der Ausgangsimpedanz aus in der 
Theorie wird dieser zwar als unendlich vereinfacht. Glaub aber das sich 
die Frage erübrigt da mein Widerstand sowieso durch die 
Versorgungsspanung limitiert ist.
Vielen Dank für all die Antworten

[Ralph B. (rberres)]

Man muss bedenken das die Eingänge des OPs nur bei Fet-Eingängen um 
Größenordungen hochohmiger sind als deine 10Mohm Widerstände.

Bei bipolaren Eingängen fliest in die Eingänge ein nennenswerter Strom 
hinein, welche von deinen 10Mohm Widerstände auch aufgebracht werden 
muss.

Hinzu kommen Eingangsoffsetspannungen und Ströme.

Das sollte man immer im Hinterkopf behalten.

Kein Operationsverstärker verhält sich ideal.


Auch in LTspice haben die Standartmodelle endliche Eingangswiderstände.

Ralph Berres

[M.A. S. (mse2)]

Chris K. schrieb:
> Nun
> hab ich noch eine Frage wie sieht es mit der Ausgangsimpedanz aus in der
> Theorie wird dieser zwar als unendlich vereinfacht.
Das entscheidende Wort hast Du schon selber geschrieben: 'vereinfacht'.
In wirklichkeit ist diese immer endlich groß, läßt sich auch berechen 
und ich würde Dir (nochmals) empfehlen, Dich damit zu befassen.

(Lies Grundlagenliteratur!)
Edit: OK, ich sehe, Du bist gerade dabei!



Aber auch dieser berechnete Wert gilt dann nur innerhalb gewisser 
Grenzen:

Chris K. schrieb:
> Glaub aber das sich
> die Frage erübrigt da mein Widerstand sowieso durch die
> Versorgungsspanung limitiert ist.

Das ist ungünstig ausgedrückt. Wie oben geschrieben: man kann die 
Impedanz so einer Schaltung ausrechnen, diese gilt dann aber nur 
innerhalb gewisser Grenzen. Ausserhalb funktioniert die Schaltung 
einfach nicht (...wie sie soll, irgendetwas macht sie natürlich 
trotzdem).

[Chris K. (christian_k838)]

Ok, was für Grundlagenliteratur würdest Du den empfehlen?

[Klaus R. (klara)]

Hallo,
Tietze/Schenk ist schon eine gute Wahl. Bei mir hatte diese Schaltung 
vor einigen Jahren gut funktioniert.
mfg Klaus