Guten Abend, ich kenne aus dem Unterricht Stromquellen und Spannungsquellen und auch die Möglichkeit, Stromquellen in Spannungsquellen rechnerisch umzuwandeln und umgekehrt. Das ist in der Theorie. Wenn ich jetzt z.B. eine LED mit Vorwiderstand an eine Batterie hänge, habe ich dann praktisch gesehen eine Strom- oder Spannungsquelle? Die Batterie liefert mir ja erstmal beides. Daher ist es mir nicht so wirklich klar, wann ich was habe.
Na, wenn es sich rechnerisch umwandeln lässt, ist es eben dasselbe. Es ist eine Quelle mit dem Innenwiderstand Ri.
Du hast eine Spannungsquelle. Die Batterie liefert eine Spannung. Diese ist erstmal konstant und der Strom ändert sich mit der Last. Weil die Batterie keine ideale Spannungsquelle ist und selbst einen Innenwiderstand hat, fällt die Spannung mit größer werdender Last irgendwann ab. Bei einer Stromquelle würde der Strom konstant bleiben und die Spannung sich an die Last anpassen. Bei zu großen Widerstand kann die Stromquelle dann irgendwann nicht mehr die Spannung weiter erhöhen und der Strom nimmt ab
>Wenn ich jetzt z.B. eine LED mit Vorwiderstand an eine Batterie hänge, >habe ich dann praktisch gesehen eine Strom- oder Spannungsquelle? Du beschreibst hier bereits einen ganzen Stromkreis, willst aber eigentlich nur etwas über die Quelle wissen. Die Batterie ist in erster Näherung eine Spannungsquelle, denn die Spannung steht drauf angegeben. Eine Stromquelle kann sie gar nicht sein, denn sonst würde sie die ganze Zeit schon in der Verpackung unendlich viel Spannung produzieren, um den ihr eigenen Nennstrom, der dann drauf stehen muß, fließen zu lassen. Ein Funkenschläger ohne gleichen oder bei Kurzschluß dann bald leer, falls es sich nicht um Supraleitung handelt. Deine real existierende Batterie besitzt also einen Innenwiderstand, zu dem sich in Deinem Beispiel der Vorwiderstand hinzu addiert. Nur durch diese Begrenzung des Stromes überlebt die LED. In eine Stromquelle umwandeln kannst Du sie auf dem Tisch nicht. Dazu müßte sie intern eine unendlich hohe Quellspannung besitzen. Naja, Deine Batterie mit dem Vorwiderstand stellt also eine Mischform dar aus beiden Spezies, denn sowohl Spannung als auch Strom sind begrenzt. Du kannst ja mal im Laden Deiner Wahl ausprobieren, was man Dir anbietet, wenn Du nach einer Stromquelle fragst. "Ich hätte gerne eine Stromquelle mit 3,4 A." https://www.youtube.com/watch?v=okHfSThcgMg mfG
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Lernender schrieb: > habe ich dann praktisch gesehen eine Strom- oder Spannungsquelle? Trenne den Stromkreis in Gedanken auf, so dass kein Strom durch einen Verbraucher fließt: Bei einer Spannungsquelle bleibt die Spannung gleich bzw. steigt auf einen meist kaum deutlich höheren Wert (z.B. 1,5V statt 1,3V bei einer Batterie) Bei einer Stromquelle steigt die Spannung meist deutlich an. Bei einem Fahrraddynamo z.B. können es auch 100V sein, statt der normalen etwa 5 oder 6V mit Belastung (Licht). Da es beliebig ineinander umrechenbar ist, solltest Du Dir überlegen, ob eher eine konstante Spannung (Batterie, Kondensator) anliegt oder ein konstanter Strom (Fahrraddynamo, trotz Wechselstrom).
Lernender schrieb: > habe ich dann praktisch gesehen eine Strom- oder Spannungsquelle Die Batterie liefert (Entladung mal aussen vor) immer dieselbe Spannung, aber jeweils nur so viel Strom wie der Verbraucher benötigt, sie ist also eine Spannungsquelle. Die LED möchte einen definierten Strom (z.B. 20mA) egal ob diese fliessenden 20mA an der LED zu 3 oder 3.6V Spannungsabfall zwischen ihren Anschlüssen führen. Sie möchte also aus einer Stromquelle versorgt werden. Der Widerstand macht aus deiner Spannungsquelle eine Stromquelle, vor ihm ist die Spannung konstant (z.B. 5V) hinter ihm an der LED ist der Strom (leidlich) konstant, z.B. 20mA.
Hallo all die Erklärungen beschreiben genau die Praxis und die Realität oder in einen Fall halt was mittels Mathematik "gezaubert" werden kann - und dann eigentlich ein reiner Selbstzweck oder mathematische eine mathematische Spielerei ist(?) Aber so richtig habe ich, als Neugieriger Mitleser, immer noch nicht verstanden was jetzt eine Stromquelle im Gegensatz zu einer Spannungsquelle ist. Kann es überhaupt eine reine (echte) Strom- oder Spannungsquelle in einer realen Anwendung geben? Selbst wenn man an einer (Niederohmigen) Spannungsquelle mit einen DMM misst oder auch einen FET Opamp Eingang anschließt fließt schließlich ein Strom - selbst wenn es sich nur um pA handeln sollte - aber Ladungsträger bewegen sich -> ein Strom feilst und die Spannung sinkt (wenn oft auch oft nicht mehr sinnvoll Messbar oder von irgendein praktischen belang da andere Einflüsse sich viel stärker auswirken) infolge des in der Realität immer vorhandenen Innenwiderstandes (Und seine es nur µOhm) ab Auch ein Strom kann nur fließen wenn eine Ladungsunterschied besteht - und Ladungsunterschied ist doch (zumindest in der E-Technik) letztendlich das was man als Spannung bezeichnet (?). Sind dann Spannungsquelle und Stromquelle nicht nur Idealvorstellungen die es in der Praxis gar nicht gibt wenn sie auch teilweise auch sehr nah dran kommen (Innenwiederstand des Stromnetzes, Eingangsstrom eines modernen FET Operationsverstärkers und Ähnliches). Wofür dann überhaupt "Strom- und Spannungsquellen" weil irgendwie scheint die real existierenden Konstantstromquellen nur begrent etwas mit der Stromquelle aus der Theorie, "Gedankenwelt2 und Mathematik zu tun zu haben? Wofür sind also diese nicht real existierenden Spannungs- und Stromquellen gut - was ist deren Sinn, was erklären sie, wie machen sie die Realität berechnen- und erklärbar? Jemand
Lernender schrieb: > ich kenne aus dem Unterricht Stromquellen und > Spannungsquellen Gut. > und auch die Möglichkeit, Stromquellen in > Spannungsquellen rechnerisch umzuwandeln und > umgekehrt. Tatsächlich? Du kannst eine ideale Stromquelle in eine ideale Spannungsquelle umrechnen? Respekt. Ich kann das nicht :-) > Wenn ich jetzt z.B. eine LED mit Vorwiderstand an > eine Batterie hänge, habe ich dann praktisch gesehen > eine Strom- oder Spannungsquelle? Naja... was ist das Alleinstellungsmerkmal einer (idealen) Stromquelle? Richtig: Sie liefert immer genau denselben Strom. Und was ist das Alleinstellungsmerkmal einer (idealen) Spannungsquelle? -- Auch richtig: Sie liefert immer genau dieselbe Spannung. Was also ist die Batterie? Ganz genau betrachtet keins von beiden. Sie liefert weder einen konstanten Strom noch eine wirklich konstante Spannung (obwohl natürlich die Spannung "besser konstant" ist als der Strom). > Die Batterie liefert mir ja erstmal beides. Richtig. > Daher ist es mir nicht so wirklich klar, wann ich > was habe. Es geht nicht darum, was die Quelle liefert , denn das muss in der Praxis immer beides sein, Strom und Spannung, weil die Quelle nur dann Leistung liefert, wenn sowohl Spannung anliegt als auch Strom fließt. :-) Es geht darum, was an der Quelle konstant ist -- wenn irgendetwas konstant ist: - Wenn der Innenwiderstand Ri der Quelle exakt gleich Null ist, hat man eine (ideale) Spannungsquelle, aber das gibt es fast nur in der Theorie. - Wenn der Lastwiderstand RL sehr viel größer ist als der Innenwiderstand Ri der Quelle (wenn also RL >> Ri), dann arbeitet die Quelle im Quasi-Leerlauf, und man kann in guter Näherung von einer Spannungsquelle sprechen. - Wenn ungefähr RL ~= Ri gilt, ist man in der Nähe der Leistungsanpassung. - Wenn RL << Ri ist, ist die Quelle im Quasi-Kurzschluss, und man hat in guter Näherung eine Stromquelle. - Wenn Ri --> oo geht hat man eine (ideale) Stromquelle.
Jemand schrieb: > Aber so richtig habe ich, als Neugieriger Mitleser, > immer noch nicht verstanden was jetzt eine Stromquelle > im Gegensatz zu einer Spannungsquelle ist. Eine (ideale) Stromquelle ist eine elektrische Quelle, die unabhängig vom Lastwiderstand immer genau denselben Strom durch diesen Lastwiderstand treibt. Eine (ideale) Spannungsquelle ist eine elektrische Quelle, die unabhängig vom angeschlossenen Lastwiderstand immer genau dieselbe Spannung an ihren Klemmen zeigt. > Kann es überhaupt eine reine (echte) Strom- oder > Spannungsquelle in einer realen Anwendung geben? Das ist wenig relevant, denn es sind Begriffe aus der Netzwerk- Theorie . > Wofür sind also diese nicht real existierenden > Spannungs- und Stromquellen gut - Sie ermöglichen den heute üblichen klaren und eleganten Aufbau der Zweipoltheorie. > was ist deren Sinn, was erklären sie, wie machen > sie die Realität berechnen- und erklärbar? Nun ja, ich bezweifele, dass sich Knoten- und Maschen- satz formulieren lassen, ohne irgendwo die Idee der idealen Quelle zu verwenden. Knoten- und Maschensatz (--> Kirchhoffsche Gesetze) sind aber die Grundlage für alles Elektrische.
Lernender schrieb: > Wenn ich jetzt z.B. eine LED mit Vorwiderstand an eine Batterie hänge, > habe ich dann praktisch gesehen eine Strom- oder Spannungsquelle? Du hast eine Spannungsquelle, weil die Batteriespannung und der somit bereitstellbare Strom mit der Zeit abnimmt und grundsätzlich gedeckelt ist. Wenn du die Batterie durch ein Labornetzteil ersetzt und dort bei geringer Spannung den Stromknopf auf den gewünschten Strom einstellst, dann könntest du anschließend den Spannungsknopf langsam voll aufdrehen, da der eingestellte Strom das begrenzende Element ist und bleibt - dann hast du eine Stromquelle.
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Jemand schrieb: > Wofür sind also diese nicht real existierenden Spannungs- und > Stromquellen gut - was ist deren Sinn, was erklären sie, wie machen sie > die Realität berechnen- und erklärbar? Sie sind -wie immer in der Physik- ein Modell das die Wirklichkeit so gut wie möglich beschreibt. 1. Es gibt keine ideale Stromquelle, weil niemand eine unendlich hohe Spannung bereitstellen kann. 2. Es gibt keine ideale Spannungequelle, weil es keine Spannungsquelle gibt die einen unendlich hohen Strom bereitstellen kann und die einen Innenwiderstand von 0 besitzt. 3. Es gibt aber Quellen und Schaltungen, die in dem Bereich der real interessant ist sich hinreichend gut wie eine ideale Strom oder Spannungsquelle verhalten so daß man viel einfacher damit rechnen kann Beispiel: Wolltest du einen (chemischen) Akku oder Batterie möglichst exakt mathematisch beschreiben, wären die Gleichungen so komplex dass du damit nicht mehr rechnen könntest. Das Modell aus einer idealen Quelle und einem Innenwiderstand vereinfacht das soweit, dass man einfach und hinreichend genau damit rechnen kann.
Hallo Danke für die weiterführenden Erklärungen - das macht also Sinn. Aber wie schon öfter darf ich (für mich) feststellen das Ahnung und Erfahrungen aus der Praxis heraus mit ein wenig (oft auch gar nicht mal so wenig) Grundlagenwissen eher schlecht sind wenn man die tief gehende Theorie, oder genauer gesagt die Konzepte dahinter, wirklich verstehen und noch mehr "vom Bauch und seinen Erfahrungen her" akzeptieren will. Wie habt "ihr" Profis das geschafft die ihr E-Technik und ähnliches studiert habt? Also tatsächlich aktiv beim studieren, beim "gequält werden (?) mit diesen doch sehr abstrakten und zumindest schwer mit den Praxiserfahrungen und eigenen Beobachtungen zu verbindenen Theoretischen Gebilden und Konzepten umzugehen. Die Praktischen Erfahrungen und die Realität "einfach vergessen"? Stelle ich mir sehr schwer und absolut unbefriedigend vor, vor allem wenn man (ist doch hoffentlich üblich?!) an der Sache wirklich schon seid der Kindheit interessiert war und vieles - halt vor allem in der Praxis und bis in die "einfacheren" theoretischen Grundlagen gehend gemacht hat. Jemand
Jemand schrieb: > Aber wie schon öfter darf ich (für mich) feststellen > das Ahnung und Erfahrungen aus der Praxis heraus mit > ein wenig (oft auch gar nicht mal so wenig) > Grundlagenwissen eher schlecht sind wenn man die tief > gehende Theorie, oder genauer gesagt die Konzepte > dahinter, wirklich verstehen und noch mehr "vom Bauch > und seinen Erfahrungen her" akzeptieren will. Praktische Erfahrung ist schädlich für theoretisches Verständnis? Steile These. Widerspricht übrigens meiner praktischen Erfahrung. > Wie habt "ihr" Profis das geschafft die ihr E-Technik > und ähnliches studiert habt? Was "DAS"? > Also tatsächlich aktiv beim studieren, beim "gequält > werden (?) mit diesen doch sehr abstrakten und > zumindest schwer mit den Praxiserfahrungen und eigenen > Beobachtungen zu verbindenen Theoretischen Gebilden > und Konzepten umzugehen. ??? Was bitte sollte am Maschensatz "schwer mit den Praxiserfahrungen und eigenen Beobachten zu verbinden" sein? In MEINER Praxis stimmt der Maschensatz. Ohne ideale Quellen aber kein Maschensatz. > Die Praktischen Erfahrungen und die Realität "einfach > vergessen"? ??? Ich interessiere mich ja gerade deshalb für die Theorie, weil sie die Praxis beschreibt -- und zwar sogar ziemlich gut. Warum zum Henker sollte ich die Realität dann vergessen sollen, wenn ihre Beschreibung doch gerade das ZIEL der ganzen Aktion ist? > Stelle ich mir sehr schwer und absolut unbefriedigend vor, > vor allem wenn man (ist doch hoffentlich üblich?!) an der > Sache wirklich schon seid der Kindheit interessiert war > und vieles - halt vor allem in der Praxis und bis in die > "einfacheren" theoretischen Grundlagen gehend gemacht hat. Hmm. Könnte es sein, dass Du zu den Leuten gehörst, die die (notwendigerweise vorhandene) Differenz zwischen Theorie und Praxis unbedingt zu einem Gegensatz aufbauschen wollen?
>Wie habt "ihr" Profis das geschafft die ihr E-Technik und ähnliches >studiert habt? Nur durch Interesse und Ausdauer. Dann immer wieder dran gehen, mFG
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Lernender schrieb: > ich kenne aus dem Unterricht Stromquellen und Spannungsquellen und auch > die Möglichkeit, Stromquellen in Spannungsquellen rechnerisch > umzuwandeln und umgekehrt. Das ist in der Theorie. > > Wenn ich jetzt z.B. eine LED mit Vorwiderstand an eine Batterie hänge, > habe ich dann praktisch gesehen eine Strom- oder Spannungsquelle? Vor dem Widerstand hast Du eine Spannungsquelle, nach dem Widerstand eine Stromquelle.
Egon D. schrieb: > Tatsächlich? > > Du kannst eine ideale Stromquelle in eine ideale > Spannungsquelle umrechnen? > > Respekt. Ich kann das nicht :-) Er redet ja auch nicht von ideal. Eine Stromquelle mit einem parallelen Innenwiderstand verhält sich genauso wie eine Spannungsquelle mit (dem gleichen) seriellen Innenwiderstand. Die Eckwerte (für beide) sind Leerlaufspannung und Kurzschlussstrom. Eine Batterie mit 1V Leerlaufspannung und 1A Kurzschlussstrom ist halt eine ideale Spannungsquelle mit 1R. Oder eine ideale Stromquelle mit 1R.
A. S. schrieb: > Egon D. schrieb: >> Tatsächlich? >> >> Du kannst eine ideale Stromquelle in eine ideale >> Spannungsquelle umrechnen? >> >> Respekt. Ich kann das nicht :-) > > Er redet ja auch nicht von ideal. Ich weiss. Das war ein Witzchen mit durchaus ernsthaftem didaktischen Hintergedanken. Ideale Quellen lassen sich nämlich nicht ineinander umrechnen. Was man tun kann, das ist, eine reale Quelle durch ideale darzustellen, und das geht auf zwei gleichwertige Weisen. Genau das beschreibst Du ja auch: > Eine Stromquelle mit einem parallelen Innenwiderstand > verhält sich genauso wie eine Spannungsquelle mit (dem > gleichen) seriellen Innenwiderstand.
Lernender schrieb: > Die Batterie liefert mir ja erstmal beides. Ein reale Batterie ist keins von beidem so richtig. Wenn du sie zu stark belastest, bricht die Spannung zusammen und wenn der Lastwiderstand zu groß wird, nimmt der Strom ab -> weder eine ideale Strom- noch Spannungsquelle. https://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsquelle https://de.wikipedia.org/wiki/Stromquelle_(Schaltungstheorie)
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