Hallo,
ich habe zum WiSe mit dem EIT-Studium begonnen und komme bisher
einwandfrei mit.
Allerdings gibt es in der ET einen Sachverhalt den ich überhaupt nicht
verstehe, weshalb ich auch darauf aufbauende Konzepte nicht wirklich
nachvollziehen kann. (Wenn’s dann Richtung Thevenin etc. geht)
Es geht um ideale Spannungs- und Stromquellen.
Der Innenwiderstand einer ISpQ bzw. der Leitwert einer IStQ beträgt 0.
Aber wie kann das sein? Der (stromabhängige) Widerstand R(I) einer
idealen Spannungsquelle mit bspw. 5V liegt doch stets bei 5/I Ohm?
Es ist natürlich einleuchtend dass ich mit I->Unendlich einen
asymptotisch gegen 0 laufenden Widerstand erhalte, aber das hat doch
nichts mit dem (dann negativen?) „Widerstand“ einer Spannungsquelle bei
einem gegebenen Stromwert zu tun.
Bei idealen Stromquellen ist mir klar, dass ich an sie eine beliebig
große Spannung anlegen und dennoch nur einen fixen Strom „hervorrufen“
kann, also dass G beliebig klein werden kann. Analog führt dies zum
selben Verständnisproblem.
Wo liegt hier mein Denkfehler? Mir ist klar dass ich das Ohmsche Gesetz
irgendwo fehlinterpretiere, aber ich kann mir auf Teufel komm raus nicht
vorstellen wie es richtig gehen könnte.
Wenn ich mir die U-I-Kennlinien der idealen Quellen anschaue, sehe ich
ja einen Anstieg von 0 bzw. „unendlich“. Ist hier vielleicht einfach die
erste Ableitung der U-I-Kennlinie der entsprechende „Widerstand“, also
handelt es sich hier einfach um den differenziellen Widerstand der
Spannungs- bzw. Stromquelle?
Kann mir jemand plausibel (und möglichst mathematisch) erklären, warum
ich die Widerstandswerte für ideale aktive Elemente so ansetzen kann?
Dafür wäre ich extrem dankbar.
Mit freundlichen Grüßen
Hallo,
Du kannst auch später bei elektrschen Maschinen und Drehstrom wieder ins
Schleudern kommen.
Eugen P. schrieb:> Bei idealen Stromquellen ist mir klar, dass ich an sie eine beliebig> große Spannung anlegen
An eine Stromquelle legt man üblicherweise keine Spannung an. Die
Spannung entsteht aus der Quelle heraus aufgrund ihres unendlich hohen
Innenwiderstandes und des Quellstromes, der ihr Wesen aus macht.
Eugen P. schrieb:> (und möglichst mathematisch)
Dafür bin ich zu dumm.
Eugen P. schrieb:> Aber wie kann das sein? Der (stromabhängige) Widerstand R(I) einer> idealen Spannungsquelle mit bspw. 5V liegt doch stets bei 5/I Ohm?
Der Innenwiderstand einer idealen Spannungsquelle ist nicht abhängig vom
fließenden Strom, sondern immer Null, sonst gib die ideale
Spannungsquelle auf Garantie zurück. Also ist Dein Satz eine falsche
Aussage. Du verwechselst vor lauter Theorie auf dem Papier, wo sich die
Widerstände befinden. In der idealen Spannungsquelle innen drin ist ein
Null-Ohm-Innenwiderstand in Reihe zur Quelle eingebaut, Dein R ist
außerhalb der Verbraucher.
Eugen P. schrieb:> Bei idealen Stromquellen ist mir klar, dass ich an sie eine beliebig> große Spannung anlegen und dennoch nur einen fixen Strom „hervorrufen“> kann,
Nein, ist nicht klar. Ist falsch. Denn: Die ideale Stromquelle wird
alles unternehmen, um diesen ihr aufgedruckten Strom zu treiben, deshalb
notfalls die Spannung unendlich hoch gehen lassen oder Funken schlagen.
Das macht ihr nichts aus. Bei Kurzschluß 0 Ohm wirst Du keine Spannung
messen können, aber den Strom. Hervorrufen kannst Du da nichts, da die
Quelle bereits schon immer diesen Strom treibt, denn sonst wäre sie
nicht ideal und müßte als Garantiefall zurück zum Hersteller. Die Macht
das genauso stur wie Deine 5 Volt ideale Spannungsquelle auch immer 5
Volt hat, egal was Du anschließt.
An ideale Stromquellen legt man keine Spannung an, das ist "pfui"!
Die Studieninhalte zu verstehen ist manchmal schon schwer...
Dazu gibts auch Videos, vielleicht suche ich später was raus.
Schaue Dir mal die Ersatzschaltbilder dieser idealen Quellen an.
mfG
Es geht um ein mathematisches.Hilfskonzept das es nicht in Wirklichkeit
gibt.
Eine ideale Spannungsquelle hat einen Widerstand von 0 Ohm da auch
ansonsten einen Spannungsteiler zwischen dem Innenwiderstand und der
Last bilden würde.
An einer ideale Stromquelle legt man keine Spannung an sondern diese
liefert sie Spannung entsprechend ihres Stromes z.B. würde bei einer
Stromquelle vom 1A eine Spannung bildet das das 1A über die Isolation
der Luft fließen lässt.
Versuche es anders herum zu sehen.
Eine Spannungsquelle "möchte" zwischen ihren Polen immer die Spannung x
halten. Nun schaltest du einen Widerstand zwischen die Pole und machst
den immer kleiner. Es wird sich jeweils ein Strom gemäß I=U/R
einstellen. Der Strom wird also um so größer, je kleiner der Widerstand
wird.
Bei der idealen Spannungsquelle gibt es nun keinen Innenwiderstand, also
folgt kein Problem daraus, den Widerstand beliebig klein und den Strom
beliebig groß werden zu lassen.
Bei der realen Spannungsquelle hast du nun aber noch den Innenwiderstand
zwischen Quelle und dem kleiner werdenden Widerstand. An diesem fällt
aber je nach Strom eine Spannung ab (U=R×I), welche dann an den Polen
der Quelle fehlt.
In ganz kurz gesagt ist das ganze ideale Quellen"zeugs" nur für die
graue Theorie, dass man nicht schon direkt an der Quelle mit Verlusten
rechnen muss ;-)
Eugen P. schrieb:> Der Innenwiderstand einer ISpQ bzw. der Leitwert> einer IStQ beträgt 0.
Ja.
> Aber wie kann das sein?
Nu ja... das hat jemand so definiert.
> Der (stromabhängige) Widerstand R(I) einer idealen> Spannungsquelle mit bspw. 5V liegt doch stets bei 5/I Ohm?
??? Wieso sollte?
Das Gegenteil ist richtig: Damit einer idealen Spannungsquelle
mit U=5V der Strom I entnommen wird, muss außen als Last ein
Widerstand der Größe 5V/I angeschaltet werden. Das ist aber
eben nicht der INNEN -Widerstand, sondern der außen
angeschaltete Lastwiderstand.
> Es ist natürlich einleuchtend dass ich mit I->Unendlich> einen asymptotisch gegen 0 laufenden Widerstand erhalte,
Das ist zwar richtig, verdreht aber Ursache und Wirkung:
Es ist sinnlos, an einer idealen SPANNUNGS -Quelle den
STROM als gegeben anzusehen. Die Annahme "I->Unendlich"
ist widersinnig, sofern wir über eine Spannungsquelle reden.
Umgekehrt wird ein Schuh daraus: Wenn die ideale Spannungs-
quelle 5V liefert, dann steigt wegen I=U/R mit R-->0 der
Strom I über alle Grenzen. Ja, das ist so. Richtig.
> aber das hat doch nichts mit dem (dann negativen?)> „Widerstand“ einer Spannungsquelle bei einem gegebenen> Stromwert zu tun.
Ich verstehe noch nicht, WELCHEN Denkfehler Du machst,
aber auf jeden Fall ist es sinnlos, bei der Diskussion
einer SPANNUNGSquelle von einem gegebenen STROMwert
auszugehen.
Die Spannungsquelle heißt ja Spannungsquelle, weil die
Spannung das Gegebene und Konstante ist -- andernfalls
hieße sie ja Stromquelle :)
> Bei idealen Stromquellen ist mir klar, dass ich an sie> eine beliebig große Spannung anlegen und dennoch nur> einen fixen Strom „hervorrufen“ kann,
Nein, auch nicht.
Jede Quelle -- egal, ob Spannungs- oder Stromquelle --
ist IMMER in der Lage, Spannung UND Strom (also eine
elektrische Leistung) zu liefern.
Die Bezeichung "(ideale) Spannungsquelle" sagt nur, dass
die SPANNUNG als vollkommen unabhängig vom äußeren Last-
widerstand angesehen werden kann; der im gesamten Kreis
fließende Strom stellt sich nach I=U/R als Folge des
angeschalteten Lastwiderstandes ein.
Analog sagt die Bezeichnung "(ideale) Stromquelle" nur,
dass der gelieferte STROM vollkommen unabhängig vom
äußeren Lastwiderstand sein soll. Wird der Lastwiderstand
sehr, sehr groß, wächst die Spannung, die die Stromquelle
liefert (!!), über alle Grenzen.
> Wenn ich mir die U-I-Kennlinien der idealen Quellen> anschaue, sehe ich ja einen Anstieg von 0 bzw. „unendlich“.
??? Zeig mal ein Beispiel.
Die U-I-Kennlinie idealer Quellen ist ein senkrechter
bzw. waagerechter Strich, je nach Typ der Quelle.
> Ist hier vielleicht einfach die erste Ableitung der> U-I-Kennlinie der entsprechende „Widerstand“, also> handelt es sich hier einfach um den differenziellen> Widerstand der Spannungs- bzw. Stromquelle?
Sachlich richtig, ja -- ich fürchte nur, Du hast das
falsche Diagramm vor Augen.
> Kann mir jemand plausibel (und möglichst mathematisch)> erklären, warum ich die Widerstandswerte für ideale> aktive Elemente so ansetzen kann?
Nnnein.
Schätzungsweise ist Dein Problem gar nicht mathematischer
Natur, sondern liegt in der falschen Anwendung mathematischer
Begriffe auf die Realität.
Bei elektrischen Quellen müsste man als Oberbegriff streng-
genommen von "Energiequellen" sprechen, die stets in der
Lage sind, gleichzeitig Spannung und Strom zu liefern. (Ist
eins von beiden Null, findet wegen P=U*I kein Leistungs-
umsatz statt.)
Ob man es mit einer Spannungs- oder einer Stromquelle zu
tun hat, richtet sich danach, welche der beiden Größen an
den Anschlussklemmen der Quelle BEKANNT UND KONSTANT ist:
Bei der Spannungsquelle ist es die Spannung, bei der
Stromquelle definitionsgemäß der Strom.
Die jeweils andere Größe -- also die, die nicht konstant
ist -- wird durch den Außenwiderstand R diktiert und lässt
sich über I=U/R bei der Spannungsquelle und U=R*I bei der
Stromquelle ausrechnen.
Ach so -- noch ein "Achtung": Ich kenne das so, dass man
nur Vierpole als "aktiv" bezeichnet, die eine Leistungs-
verstärkung haben. Das trifft z.B. auf Transistoren zu,
nicht aber auf Energiequellen (das sind keine Vierpole).
Korrektur -- ich hatte beim ersten Male eine Ladehemmung.
Eugen P. schrieb:>> Wenn ich mir die U-I-Kennlinien der idealen Quellen> anschaue, sehe ich ja einen Anstieg von 0 bzw.> „unendlich“.
Korrekt.
Je nach Diagramm und Typ der Quelle ist die Kennlinie
ein waagerechter bzw. senkrechter Strich.
> Ist hier vielleicht einfach die erste Ableitung der> U-I-Kennlinie der entsprechende „Widerstand“,
Ja.
> also handelt es sich hier einfach um den differenziellen> Widerstand der Spannungs- bzw. Stromquelle?
Ja.
> Kann mir jemand plausibel (und möglichst mathematisch)> erklären, warum ich die Widerstandswerte für ideale> aktive Elemente so ansetzen kann?
Hmm. Nein... leider nicht.
Trotzdem folgendes: Wenn wir uns eine (Spannungs-)Quelle
vorstellen, die 5V liefert, und wir schließen dort einen
Lastwiderstand von 5Ohm an, dann wird 1A fließen.
Jetzt könnte man natürlich ganz formal der Quelle selbst
einen "Widerstand" von 5V/(-5A) = -5Ohm zuordnen -- und
ich denke, das ist das, was Du in Deinem Ursprungsbeitrag
getan hast.
Das ist mathematisch zwar richtig, inhaltlich aber sinnlos:
Wenn ich jetzt den Außenwiderstand auf 1Ohm verringere,
verringert sich entsprechend auch der so berechnete
"Widerstand" der Quelle auf -1 Ohm.
Ganz offensichtlich charakterisiert dieser "Widerstand"
keine innere Eigenschaft der QUELLE , denn er ändert
sich ja je nach Wetterlage und Lastwiderstand!
Nicht nur das -- er ist dem äußeren Lastwiderstand sogar
stets entgegengesetzt gleich! Die Spannung ist dieselbe,
der Betrag des Stromes ist derselbe, nur die Zuordnung
der Richtungen ist entgegengesetzt.
Das Modell des Innenwiderstandes einer nicht-idealen
Quelle dagegen bildet tatsächlich eine Eigenschaft
DER QUELLE SELBST ab: Zwar ändern sich Spannung und
Strom in Abhängigkeit von der äußeren Last, aber diese
Änderungen zeigen eine Gemeinsamkeit, eine Invariante,
die sich als Widerstand ausdrücken und tatsächlich der
QUELLE zuordnen lässt. Sie ist also für eine gegebene
Quelle (in der Theorie) konstant und ändert sich bei
Änderung der Last nicht.
Die Details dazu kommen sicher in einer der nächsten
Vorlesungen... :)
HTH
> Es geht um ideale Spannungs- und Stromquellen.
Mach dir klar das sowas in der echten Welt nicht existiert.
Man hat die erfunden weil man damit als Basis die echte Welt erklaeren
kann. Du versuchst gerade andersrum zu denken. Es ist aber wichtig das
du dies verstehst weil es die Grundlage ist wieso man anderswo oft Dinge
vereinfachen kann. Muesste man immer alles beruecksichtigen so kaeme man
schnell zu Gleichungen die man nicht mehr loesen kann. Richtige
Vernachlaessigung ist sozusagen das Basiskonzept im Studium. :-)
Olaf
Eugen P. schrieb:> Wo liegt hier mein Denkfehler? Mir ist klar dass ich das Ohmsche Gesetz> irgendwo fehlinterpretiere,
dein Denkfehler ist, dass du das ohmsche Gesetz R=U/I direkt auf ideale
Quellen anwenden willst. das ohmsche Gesetz gilt für Verbraucher mit
ohmschen Verhalten - ideale Quellen gehören nicht dazu.
es gibt "Abwandlungen" des ohmschen Gesetzes, die man auch auf andere
Bauteile anwenden kann. dazu gehört der differentielle Innenwiderstand,
den du aus der Steigung der Kennlinie ablesen kannst und der auch für
ideale Quellen funktioniert.
Ich weiß nicht, ob das hier schon so klar angesprochen wurde, aber:
Für das Verständnis ist es m.E. wichtig sich klar zu machen, dass es in
der Realität nur Spannungsquellen gibt. Ein Strom kann nur fließen als
Ergebnis einer treibenden Spannungsquelle (die im leitenden Material ein
E-Feld erzeugt, ohne das kein Ladungsträger-Transport möglich ist).
In der Laborpraxis hat es sich nun gezeigt, dass es hilfreich (im Sinne
einer Vereinfachung) sein kann, den Begriff einer Stromquelle
einzuführen, bei der die Spannungsquelle zusammen mit einem großen
Innenwiderstand Ri dann als Stromquelle angesehen werden kann (solange
die Last Rl<<Ri ist).
Das wird ja auch in den entsprechenden Ersatzschaltbildern mit den
Symbolen für (nicht existierende) Ideal-Quellen und dem zusätzlich
dargestellten Ri (in Serie zur Quelle Uo) bzw. Gi=1/Ri (parallel zur
Quelle Io) deutlich.
Als Konsequenz aus der "Stromquellen-Betrachtung" hat sich z.B. dann
auch ergeben, dass man in der Praxis bei der Berechnung von Stromkreisen
so tut, als ob ein Strom I an einem Widerstand R eine Spannung U
"erzeugen" würde (gemäß U=I*R). Das führt dann auch durchaus zum
richtigen Ergebnis - ist physikalisch aber natürlich nicht richtig im
Sinne von Wirkung=f(Ursache).
Auch wenn es ideale Quellen nicht gibt, so vereinfachen sie die
Betrachtung bei den meisten Berechnungen erheblich.
Nur sollte man sich davor hüten, dauernd die Grenzen zu betrachten und
das mathematisch erfassen zu wollen. Geht zwar, macht aber alles
komplizierter.
An eine ideale Spannungsquelle gehört nun mal kein Lastwiderstand mit 0
Ω und an eine ideale Stromquelle keiner mit ∞ Ω.
Für alle anderen Fälle gilt das Ohmsche Gesetz ohne Einschränkung.
Spannungsquelle: I = U/R
Stromquelle: U = R*I
wobei R der außen beschaltete Lastwiderstand ist.
Muss man mit realen Quellen und deren Innenwiderstand arbeiten, kann man
ohne Probleme die Innenwiderstände nach außen ziehen und mit idealen
Quellen weiter rechnen. Dann gilt eben:
Spannungsquelle: I = U/(R+Ri)
Stromquelle: U = (R||Ri)*I
Solange ein Innenwiderstand Ri existiert, gibt es auch keine
(Berechnungs-)Probleme mit den grenzwertigen Lastwiderständen.
>> Es geht um ideale Spannungs- und Stromquellen.> Mach dir klar das sowas in der echten Welt nicht existiert.
Zeigt doch die Erfahrung:
Wirklich "Ideales" kommt realerweise noch nicht mal in einer
'idealen' Welt vor, geschweige denn in unserer, einer irrealen ...
Elektrofan schrieb:>>> Es geht um ideale Spannungs- und Stromquellen.>>> Mach dir klar das sowas in der echten Welt nicht existiert.
Vielleicht wird es verständlicher, wenn man die real existierenden
Annäherungsversuche an die idealen Quellen betrachtet, also zB
Labornetzgeräte oder auch einfacher die übliche Kombination aus Trafo,
Gleichrichter und Spannungsregler. Der liefert bei abnehmendem
Lastwiderstand bei steigender Strmstärke immer dieselbe Spannung,
verhält sich folglich ideal, aber nur bis zu dem Moment, wo mehr Strom
benötigt wird als der Trafo liefern kann, dann geht er in die Knie,
verhält sich also nicht mehr ideal.
Entsprechend mit einer Konstantstromquelle: Bei steigendem
Lastwiderstand steigt gemäß U = I x R die Ausgangsspannung an, aber nur
bis zu der Spannung, die der Trafo liefern kann. Ohne Last liegt diese
Maximalspannung an, aber nicht unendlich. Wie schon geschrieben wurde,
die Quelle liefert Strom und Spannung, beides.
Durch die elektronische Schaltung im Konstanter wird für einen gewissen
Parameterbereich eine ideale Quelle simuliert. Das genügt in der Praxis.
>Der (stromabhängige) Widerstand R(I) einer>idealen Spannungsquelle mit bspw. 5V liegt doch stets bei 5/I Ohm?
Definitiv nein, denn "5/I Ohm" ist kein Widerstand.
Die Ausdrücke "5 Ohm" oder "(5 Volt)/I" hätten die Dimension eines
elektrischen Widerstands, aber wenn Du etwas davon meinst, dann musst Du
es auch so schreiben.
Mir hilft es, hier gedanklich scharf zwischen richtigen U/I-Quellen und
U/I-Senken zutrennen.
Ein eideale Spannungsquelle wäre etwa ein (idealisierter) 7805, eine
ideale Spannungssenke eine (idealisierte) Zenerdiode. Eine Stromquelle
wäre ein (idealisiertes) LED-CC-Netzteil, eine Stromsenke eine
(Idealisierte) elektronische Last im CC-Modus.
Dann kommt man darauf, dass viele Stromquellen eigentlich StromSENKEN
sind.
Bei idealisierten Senken könnte man sie insgesamt durch einen
veränderlichen Last-Widerstand ersetzen, dies ist aber nicht der
Innenwiderstand.
Der Innenwiderstand kommt dann nämlich noch als zusätzlicher, eher
konstanter Widerstamd dazu, welcher die idealisierte Senke von der
realemn Senke unterscheidet. Das gleiche gilt für Quellen.
----
Das man eine ideale Stromquelle als ideale Spannungsquelle plus
Serienwiderstand ersetzen kann, ist ein anderes Thema.
>Das man eine ideale Stromquelle als ideale Spannungsquelle plus>Serienwiderstand ersetzen kann
Wie das? "Ideale Spannungsquelle plus Serienwiderstand" ergibt doch eine
nicht-ideale Spannungsquelle?
Achim H. schrieb:> Das man eine ideale Stromquelle als ideale Spannungsquelle plus> Serienwiderstand ersetzen kann, ist ein anderes Thema.
Nein, die Aussage muss anders lauten.
Eine ideale Stromquelle mit dem Strom I wäre eine Spannungsquelle U mit
unendlich hoher Spannung und einem unendlich hohen Innenwiderstand R,
der aber so sein muss, dass U/R = I ist.
Und jetzt fängt die Rechnerei mit Unendlich an bzw. mit Grenzübergängen
...
Deshalb schrieb ich oben auch:
HildeK schrieb:> Nur sollte man sich davor hüten, dauernd die Grenzen zu betrachten und> das mathematisch erfassen zu wollen. Geht zwar, macht aber alles> komplizierter.
> Dann kommt man darauf, dass viele Stromquellen eigentlich StromSENKEN sind.
Ich finde, mit dieser Aussage kommen wir an den Kern des Pudels näher
heran, der hinter allen Grundlagen der Elektrotechnik steckt.
MfG
>Dann kommt man darauf, dass viele Stromquellen eigentlich StromSENKEN sind.
Was genau willst Du damit sagen? Dass viele Stromsenken falsch als
Stromquellen bezeichnet werden? Warum sollte das so sein? Absicht?
Irrtum? Schlampiger Sprachgebrauch? Ich sehe keinen Grund, warum ein
Schaltungsentwickler oder irgendjemand sonst, der dazu fähig ist, eine
Stromsenke als solche zu identifizieren, diese nicht auch so nennen
sollte.
Hast Du mal ein Beispiel (Web-Link)?
Weiter oben stehen einige Erklärungen, die mir wirklich gut gefallen.
HildeK schrieb:> Achim H. schrieb:>> Das man eine ideale Stromquelle als ideale Spannungsquelle plus>> Serienwiderstand ersetzen kann, ist ein anderes Thema.>> Nein, die Aussage muss anders lauten.> Eine ideale Stromquelle mit dem Strom I wäre eine Spannungsquelle U mit> unendlich hoher Spannung und einem unendlich hohen Innenwiderstand R,> der aber so sein muss, dass U/R = I ist.> Und jetzt fängt die Rechnerei mit Unendlich an bzw. mit Grenzübergängen
Speziell dazu allerdings:
REALE Spannungsquellen kann man in REALE Stromquellen umrechnen.
Ideale Strom- und Spannungsquellen kann man nicht ineinander überführen,
da man sonst mit unendlich großen Widerständen bzw. Leitwerten zu tun
bekäme. Es gibt allerdings auch keinen Grund, dies zu versuchen.
Bei REALEN Quellen sieht das anders aus, hier kann man in einigen Fällen
Schaltungen (und damit deren Berechnungen) vereinfachen.
LostInMusic schrieb:>>Dann kommt man darauf, dass viele Stromquellen eigentlich StromSENKEN sind.> ..............
Hier wird mit Begriffen ohne Definition jongliert: Worin besteht denn
der Unterschied zwischen Quelle und Senke?
Ich bin der Meinung, wenn man hier von Vorzeichen spricht, dass in
diesem Zusammenhang viel eher die Definition des negativen Widerstandes
relevant ist.
Weiter oben spricht Achim H. gar von einer "Spannungssenke". Es wäre mal
interessant zu lesen, was er darunter versteht....(wie gesagt: Das
Jonglieren mit Begriffen...)
>viel eher die Definition des negativen Widerstandes relevant ist.
Oh, dieses sagenumwobene Bauteil... Noch nie konnte mir jemand die Frage
beantworten, was passiert, wenn man einen positiven (z. B. bei Reichelt
gekauften) und einen negativen Widerstand (Hersteller?)
parallelschaltet.
LostInMusic schrieb:>>viel eher die Definition des negativen Widerstandes relevant ist.>> Oh, dieses sagenumwobene Bauteil... Noch nie konnte mir jemand die Frage> beantworten, was passiert, wenn man einen positiven (z. B. bei Reichelt> gekauften) und einen negativen Widerstand (Hersteller?)> parallelschaltet.
Ob man so`n Ding bei Reichelt kaufen kann, weiß ich nicht.
Aber angewendet wird dieses "sagenumwobene" Bauteil durchaus - in
aktiven Filtern und zur Entdämpfung verlustbehafteter Systeme.
Aber es handelt sich dabei natürlich um eine aktive Schaltung; eine
durch die Spannung Uo gesteuerte Stromquelle, wobei der Strom - im
Gegensatz zum "normalen Widerstand - nicht aus der Spannungsquelle
heraus-, sondern in die Quelle zurück fließt.
Zur Parallel-Schaltung:
R1 parallel zu -|Rn| wird klassisch berechnet mit
Rp=R1*[-|Rn|]/[R1-|Rn|].
Für R1=|Rn| wird R1 dann voll kompensiert zu Rp=unendlich.
Elektrofan schrieb:>>> ... viel eher die Definition des negativen Widerstandes relevant ist.>> Ob man so`n Ding bei Reichelt kaufen kann, weiß ich nicht.>> Kann man:> https://www.reichelt.de/duennschichtwiderstand-axial-0-4-w-0-ohm-1--vi-mba02040z0000-p233662.html?&trstct=pos_0&nbc=1>> (Ggf. muss man selektieren.)
MBA02040Z0000 Dünnschichtwiderstand, axial, 0,4 W, 0 Ohm, 1%
Selektieren lohnt nicht, alles schon ausprobiert. Speziell der
MBA02040Z0000 ist sau genau, die Toleranz bewegt sich eher bei 0,05%
(und nicht bei 1% wie angegeben). Was zum Selektieren natürlich schlecht
ist.
Vereinzelt hatte ich zwar Werte im negativen Bereich gefunden, aber dann
hat es wohl an der Stabilität des Widerstandswerts geklemmt: TK,
Alterung, was auch immer ...
Sobald ich die selektierten Exemplare auch nur gering belastet hatte,
Ruck-Zuck waren die schon wieder im Positiven :(.
Ich hatte auch schon direkt bei VISHAY angerufen, aber die produzieren
gar nichts im negativen Bereich.
Aber ich bleibe da auf jeden Fall dran.
>Für R1=|Rn| wird R1 dann voll kompensiert zu Rp=unendlich.
Das würde bedeuten: Um den Stromfluss in einer beliebigen Ader einer
Leitung zu unterbrechen, muss man die Ader nicht durchtrennen, sondern
kann sie auch ganzlassen, an irgendwelchen zwei Stellen zwei Kabel
anklemmen und deren Enden an einen negativen Widerstand passender Größe
clipsen. Cool.
>eine durch die Spannung Uo gesteuerte Stromquelle, wobei der Strom - im>Gegensatz zum "normalen Widerstand - nicht aus der Spannungsquelle>heraus-, sondern in die Quelle zurück fließt.
Der fließt doch immer irgendwo heraus und wieder zurück? Geht ja wegen
der Ladungserhaltung nicht anders. Du hast nicht zufällig mal ein
Schematic von dieser "aktiven Schaltung"?
>Kann man:
Naja - genaugenommen ginge das, woran Du denkst, erst mit der Angabe
einer absoluten Abweichung: "0 Ohm plusminus 0.01 Ohm". Wäre natürlich
völlig gaga. Die 1 % geben die relative Abweichung an, was eher
langweilig ist, denn Null mit 1 % r. A. nach oben oder unten bleibt
einfach Null: 1.01 · 0 = 0 bzw. 0.99 · 0 = 0.
Ist aber trotzdem lustig, das Angebot, finde ich.
Ich vermute, der TO interpretiert irgendwas mystisches in die idealen
Quellen.
Eine ideale Spannungsquelle ist z.b. eine Batterie mit 1,2V, die bei
0Ohm und 10A immer 1,2V hat.
Eine ideale Quelle hat keinen Widerstand, eine reale hat einen.
Ein C wird auch meist als ideal angesehen. Er hat soundsoviel Farad.
Fertig. Erst später berücksichtigt man R und L des Bauteils.
Der Innennwiderstand bei der iSpQ ist z.b. "das R der Zuleitung".
Die einzige "Mystik" besteht darin, einmal zu verstehen, warum bei der
idealen Stromquelle ein Serienwiderstand unwirksam ist, stattdessen ein
Parallelwiderstand. Und warum ein Parallelwiderstand bei einer idealen
Spgs-Quelle unwirksam ist.
LostInMusic schrieb:> Der fließt doch immer irgendwo heraus und wieder zurück? Geht ja wegen> der Ladungserhaltung nicht anders. Du hast nicht zufällig mal ein> Schematic von dieser "aktiven Schaltung"?
OK - dann sag ich es mal ausführlich:
Nach dem Verbraucher-Zählpfeilsystem definieren wir einen Strom als
positiv, wenn er aus dem Pluspol der Spannungsquelle herausfließt -
verursacht durch einen geschlossenen Kreis mit einem positiven
Widerstand.
Bei einem negativen Widerstand fließt der Strom dann in den Pluspol
hinein.
Eine Schaltung findest Du unter dem Stichwort NIC (in deutsch evtl. NIK)
in vielen Büchern zur OPV-Schaltungstechnik. Es ist ein
Operationsverstärker mit einer Kombination aus Gegen- und Mitkopplung.
Beispiel: Widerstandsteiler Rn-Ro (gegen Masse) im Gegenkopplungszweig
und ein Widerstand Rp vom Ausgang auf den nicht-inv. Eingang. Der
Eingangswiderstand an diesem Eingang ist dann Rin=-(Rp/Rn)*Ro.
Das Element Ro kriegt also einen negativen Faktor - ersetzt man Ro durch
einen Kondensator C, erhält man eine negative Kapazität. Das gilt auch
beim Ersatz von Rp durch C.
Die ganze Schaltung ist aber nur stabil, wenn - in der Anwendung - der
an den nicht-inv. Eingang angeschlossene wirksame Quell-Widerstand Rq
eine bestimmte Größe nicht überschreitet (Mitkopplung Rq/(Rp+Rq) darf
nicht größer sein als Gegenkopplung Ro/(Ro+Rn) .
Das ganze geht auch mit vertauschten Eingangsklemmen am OPV. Dann darf
der externe Quellwiderstand logischerweise eine bestimmte Schwelle nicht
unterschreiten.
Jester (Gast) schrieb u.a.:
> Sobald ich die selektierten Exemplare auch nur gering belastet hatte,> Ruck-Zuck waren die schon wieder im Positiven :(.
Das müssen Esotherik- bzw. Perpetuum-Mobile-Experten/iNNen
aber noch ganz genau untersuchen!
YMMD !
@Lutz: Danke für die Erklärungen. Das hat ja mal Hand und Fuß. Die
Analyse der OpAmp-Schaltung hat mich zu denselben Erkenntnissen geführt.
Sehr spannende Sache. Damit hast Du den negativen Widerstand aus dem
Reich der Mythen geholt.
>Bei einem negativen Widerstand fließt der Strom dann in den Pluspol hinein.
Und wie mir scheint ist da auch die Definition der Begriffe "Quelle" und
"Senke" zu finden: Irgendein vorliegendes Zweipoldings ist immer dann
als Quelle bzw. Senke zu bezeichnen, wenn sein Widerstand (der
statische!) negativ bzw. positiv ist (unter Verwendung der von Dir
angegebenen Stromrichtungskonvention). Quelle oder Senke zu sein, ist
also keine intrinsische Eigenschaft eines Devices, sondern hängt von
dessen Außenwelt ab. Ein Akku, der gerade aufgeladen wird, ist also eine
Senke (er bekommt Energie von außen¹), aber eine Stunde später, wenn er
durch z. B. ein Smartphone wieder entladen wird, ist er eine Quelle (er
gibt Energie nach außen ab²).
¹ Genauer: Er bekommt mehr Energie von außen, als er nach außen wieder
abgibt (letzteres, weil er beim Aufladen warm wird).
² Teilweise thermisch und teilweise elektrisch. Die immer auftretenden
thermischen Energieverluste sind natürlich dem Innenwiderstand
geschuldet.
Erstmal mein Senf zum Thema @Eugen:
Ich denke, du solltest dir nochmal klarmachen was der Unterschied
zwischen einer Strom- und einer Spannungsquelle ist. Und vor allem
solltest du dir angewöhnen die Welt nicht komplizerter zu machen als sie
sowieso schon ist, sondern du mußt lernen zu vereinfachen. Du wirst
komplexe Dinge nie verstehen wenn du nicht einfach denken kannst.
Bedenke übrigens daß es sich bei dem Thema nicht nur um ideale, sondern
vor allem auch lineare Quellen handelt:
Eine Spannungsquelle liefert eine konstante Spannung, und stellt den
Strom der durch einen angeschlossenen Widerstand fließen muß um diese
Spannung zu halten.
Eine Stromquelle liefert einen konstanten Strom, und stellt die Spannung
die an einem angeschlossenen Widerstand fließen muß um diesen Strom zu
treiben.
Der maximale Lastfall einer Spannungsquelle ist ein Kurzschluß,
der maximale Lastfall einer Stromquelle sind offene Klemmen.
In diesem Fall gibt die jeweilie Quelle ihre maximale Leistung ab.
Der Leerlauffall einer Spannungsquelle sind offene Klemmen,
der Leerlauffall einer Stromquelle ist ein Kurzschluß.
In diesem Fall gibt die jeweilige Quelle keine Leistung ab.
Die Innenwiderstände der Quellen sind in deiner Betrachtung keine
differentiellen Widerstände oder irgendwie vom Strom abhängig, sondern
einfach simple ohmsche Widerstände.
Ein Labornetzteil ist eigentlich ein schlechter Vergleich, da es keine
lineare Quelle ist. Aber eben weil es keine lineare Quelle ist, nähert
es ideale Strom- oder Spannungsquellen gut an, solange es innerhalb
seiner Spezifiaktion betrieben wird.
Ansonsten kennt die Problematik "Innenwiderstand an einer
Spannungsquelle" jeder, der schonmal im Winter mit einer platten
Batterie und eingeschaltetem Licht sein Auto anlassen wollte.
Eugen P. schrieb:> Kann mir jemand plausibel (und möglichst mathematisch) erklären, warum> ich die Widerstandswerte für ideale aktive Elemente so ansetzen kann?
Vergiss die Mathematik. Sie ist äußerst nützlich zum Beschreiben, aber
um Verständnis zu erlangen nutzt sie dir gar nichts. Das
Ersatzquellenverfahren (das meinst du mit Thevenin) ist ein Modell, man
hat mal entdeckt daß man bestimmte Vorgänge so beschreiben kann.
Inwieweit daß aber so mit der Realität zu tun hat ist wiederum eine
andere Frage. Aber immerhin kann die Realität genau so aussehen.
Und jetzt noch ein paar Dinge aufräumen:
Lutz V. schrieb:> Ich weiß nicht, ob das hier schon so klar angesprochen wurde,> aber:>> Für das Verständnis ist es m.E. wichtig sich klar zu machen, dass es in> der Realität nur Spannungsquellen gibt. Ein Strom kann nur fließen als> Ergebnis einer treibenden Spannungsquelle (die im leitenden Material ein> E-Feld erzeugt, ohne das kein Ladungsträger-Transport möglich ist).>> [...]
Und das stimmt so schonmal nicht. Echte Stromquellen sind selten, aber
es gibt sie. Photovoltaikzellen z.B. sind Stromquellen, auch wenn deren
Ersatzschaltbild etwas mehr als die ideale Quelle und einen einfachen
Innenwiderstand enthält. Daher ist es völlig witzlos, Photovoltaikzellen
z.B. mit Schmelzsicherungen abzusichern. Die würden niemals auslösen
weil deren Kurzschlußstrom kaum über dem normalen Betriebsstrom liegt.
Und auch eine Induktivität verhält sich beim Abschalten wie eine
Stromquelle, wenngleich der Strom, den sie treibt, mit schwächer
werdendem Feld auf null abklingt. Was meinst du wo die gefürchteten
Spannungsspitzen herkommen.
Lutz V. schrieb:> LostInMusic schrieb:>>>Dann kommt man darauf, dass viele Stromquellen eigentlich StromSENKEN sind.>> ..............>> Hier wird mit Begriffen ohne Definition jongliert: Worin besteht denn> der Unterschied zwischen Quelle und Senke?> Ich bin der Meinung, wenn man hier von Vorzeichen spricht, dass in> diesem Zusammenhang viel eher die Definition des negativen Widerstandes> relevant ist.
Und jetzt wird es völlig absurd. Es gibt schlicht keine negativen
Widerstände. Nicht nur in der Praxis ist das Murks, sondern in der
Theorie hat das ebenfalls nichts verloren.
Widerstand ist (sogar sehr eindeutig) als Quotient einer Spannung, die
über dem Widerstand anliegt und dem Strom, der dabei durch ihn hindurch
fließt. Der Strom fließt dabei vom höheren zum niederen Potential
(technische Stromflußrichtung).
Dieser Quotient ist positiv.
Wenn du jetzt die Stromrichtung umkehrst, also -I anstelle von einfach
nur I, dann kehrt sich auch die Spannungsrichtung um, also -U anstelle
von einfach nur U. Damit kürzt sich das Minus aus dem Quotienten wieder
raus, und der Widerstand bleibt positiv.
Wenn du Strom- und Spannungsrichtung gegeneinander änderst, änderst du
die Richtung des Leistungsflusses. Dann nimmt der Widerstand elektrische
Energie nicht mehr auf, sondern gibt welche ab und du hast eine Quelle
gebaut.
>Widerstand ist (sogar sehr eindeutig) als Quotient einer Spannung, die>über dem Widerstand anliegt
Das ist aber eine rekursive Definition :-)
Bei Deiner Argumentation fehlt mir die saubere Trennung zwischen dem
physischen Bauelement (Stück leitfähiges Material mit zwei
Anschlusspunkten dran) und der Definition der physikalischen Größe mit
dem Formelzeichen "R".
>sondern in der Theorie hat das ebenfalls nichts verloren.
Soso... Dann informiere Dich doch mal über NICs (negative impedance
converter). Auch wenn das etwas ist, was nicht jeder noch aus dem
Schulunterricht kennt (wie Widerstände mit Farbringen drauf), haben
diese Schaltungen sehr wohl praktische Relevanz und interessante
Anwendungen. Offensichtlich kann man mit negativen Widerständen
Berechnungen anstellen und kommt dabei zu sinnvollen Ergebnissen. Damit
ist Deine Behauptung hinfällig.
LostInMusic schrieb:> Soso... Dann informiere Dich doch mal über NICs (negative impedance> converter).
Ok, na dann schauen wir mal, z.B. hier:
https://en.wikipedia.org/wiki/Negative_impedance_converter> The negative impedance converter (NIC) is a one-port op-amp circuit> acting as a negative load which injects energy into circuits in contrast> to an ordinary load that consumes energy from them.
Also nichts weiter als eine - je nach Realisierung Strom-, meist aber
wahrscheinlich eine Spannungsquelle - mit besonderen Regeleigenschaften.
Gibt Energie ab, anstelle welche aufzunehmen. Keineswegs linear. Aus
theoretischer Sicht (mit idealisierten Bauelementen und so) ist das aber
trotzdem als Quelle einzuordnen.
Erinnert mich ein bisschen daran wie ich Stromquellen in LTSpice
gelegentlich als Last mißbrauche.
Rückspeisefähige Netzteile können das übrigens auch, aber niemand würde
auf die Idee kommen, diese als negative Impedanz zu bezeichnen.
Was ich akzeptieren würde, wäre, Quellen allgemein als negative Impedanz
zu betrachten, ähnlich wie z.B. Bremsen eine negative Beschleunigung
ist. Aber dann soll man bitte nicht so tun als wäre eine Quelle und eine
negative Impedanz etwas Verschiedenes.
Wühlhase schrieb:>>>> Und jetzt noch ein paar Dinge aufräumen:>> Lutz V. schrieb:>> Ich weiß nicht, ob das hier schon so klar angesprochen wurde,>> aber:>>>> Für das Verständnis ist es m.E. wichtig sich klar zu machen, dass es in>> der Realität nur Spannungsquellen gibt. Ein Strom kann nur fließen als>> Ergebnis einer treibenden Spannungsquelle (die im leitenden Material ein>> E-Feld erzeugt, ohne das kein Ladungsträger-Transport möglich ist).>>>> [...]>> Und das stimmt so schonmal nicht. Echte Stromquellen sind selten, aber> es gibt sie. Photovoltaikzellen z.B. sind Stromquellen, auch wenn deren> Ersatzschaltbild etwas mehr als die ideale Quelle und einen einfachen> Innenwiderstand enthält.
Ja , diese "Gegenargument" ist nicht neu - aber falsch! Die Solarzellen
haben natürlich eine Leerlaufspannung (ohne Last), sonst würde man diese
in der Praxis ja nicht in Reihe schalten (können), um diese Spannung zu
erhöhen. Merke: Kein Strom ohne Ladungsdifferenz! Wo soll denn sonst die
"Antriebskraft" (Feldstärke) für die Elektronen herkommen ?
>>>> Und jetzt wird es völlig absurd. Es gibt schlicht keine negativen> Widerstände. Nicht nur in der Praxis ist das Murks, sondern in der> Theorie hat das ebenfalls nichts verloren.
Ein kurzer Blick in ein Lehrbuch (Filter, OPV-Anwendungen) würde Dich
eines Besseren belehren. Noch nie was von NIC oder GIC gehört? Diese
Aktivblöcke spielen eine große Rolle in der Filtertechnik (gibts auch
als IC). Lies Dir doch mal meinen Beitrag von 10:31 durch.....
Kleiner Rat: In Deinem eigenen Interesse solltest Du mit Begriffen wie
"absurd" und "Murks" vorsichtig - oder eben zu 100% sicher - sein.
>
Wühlhase schrieb:> Der maximale Lastfall einer Spannungsquelle ist ein Kurzschluß,> der maximale Lastfall einer Stromquelle sind offene Klemmen.> In diesem Fall gibt die jeweilie Quelle ihre maximale Leistung ab.
Aha.
- Spannungsquelle 100V/1Amax im Kurzschluss. OV * 1A gibt wieviel? 0W?
- Stromquelle 1A/100Vmax offen: 100V * 0A gibt wieviel? 0W?
Helau & Alaaf - von wegen Maximalleistung...
Lutz V. schrieb:> Wühlhase schrieb:>> Und das stimmt so schonmal nicht. Echte Stromquellen sind selten, aber>> es gibt sie. Photovoltaikzellen z.B. sind Stromquellen, auch wenn deren>> Ersatzschaltbild etwas mehr als die ideale Quelle und einen einfachen>> Innenwiderstand enthält.>> Ja , diese "Gegenargument" ist nicht neu - aber falsch! Die Solarzellen> haben natürlich eine Leerlaufspannung (ohne Last), sonst würde man diese> in der Praxis ja nicht in Reihe schalten (können), um diese Spannung zu> erhöhen. Merke: Kein Strom ohne Ladungsdifferenz! Wo soll denn sonst die> "Antriebskraft" (Feldstärke) für die Elektronen herkommen ?
Nein, ist es nicht. Natürlich haben Solarzellen eine Leerlaufspannung,
sind ja auch keine idealen Quellen. Schau dir das Ersatzschaltbild einer
Solarzelle an, dann siehst du auch wodurch die Leerlaufspannung begrenzt
wird.
http://www.work-crew.de/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/ersatzschaltbild_solarzelle.png
Und warum sollte man Stromquellen nicht in Reihe schalten? Was du da
schreibst ist zwar für ideale Stromquellen richtig, aber ideale
Spannungsquellen könntest du genauso wenig parallel betreiben - und
trotzdem funktioniert es.
Bei Solarzellen hast du noch die Diode parallel zu deren Innenwiderstand
- und dann ergibt die Reihenschaltung von Solarzellen auch Sinn - auch
wenn es Stromquellen sind.
Das Solarzellen tatsächlich Stromquellen sind, sieht man übrigens
wunderbar in der Seriellschaltung. Wenn eine Zelle in einem Reihenstranb
verschattet wird, versucht diese den Strom tatsächlich auf einen
niedrigeren Wert zu begrenzen. Das Problem ist als Teilverschattung
(z.B. Schornstein auf dem Dach) bekannt und führt zu einer starken
Erwärmung (zusätzlich zur Sonneneinstrahlung) und kann bis zur
Zerstörung einzelner Zellen führen.
Und Solarzellen hin oder her - die energieabgebende Induktivität, die
den Strom notfalls über offene Kontakte treibt, taugt ja auch immer noch
als Beispiel.
Lutz V. schrieb:> Ein kurzer Blick in ein Lehrbuch (Filter, OPV-Anwendungen) würde Dich> eines Besseren belehren. Noch nie was von NIC oder GIC gehört? Diese> Aktivblöcke spielen eine große Rolle in der Filtertechnik (gibts auch> als IC). Lies Dir doch mal meinen Beitrag von 10:31 durch.....
Ich glaube, zu diesen habe ich ebenfalls schon geschrieben. Mir ist,
gebe ich gerne zu, zwar noch nicht so recht klar wafür man solche
Schaltungen genau braucht, aber trotzdem sind das aus elektrischer Sicht
Quellen. Nichtlineare, eigentümlich geregelte Spannungsquellen.
Man mag Quellen zwar durchaus auch als Leistungssenke mißbrauchen (z.B.
zwei Spannungsquellen mit unterschiedlicher Spannung verbunden über
einen Widerstand, oder Stromquellen als Last mit konstanter
Stromaufnahme wie in manchen Simulationen, aber in diesem Fall liegen
die Zählpfeile wieder wie bei einem Widerstand in gleicher Richtung,
also Leistungsaufnahme), aber einen Widerstand kenne ich stets als
dissipatives Element. Und das sind NICs, von denen du da schreibst, ganz
gewiss nicht. Oder?
Jester schrieb:> Helau & Alaaf - von wegen Maximalleistung...
Oje...
Das dort geschriebene gilt für ideale Spannungs- bzw. Stromquellen und
außerdem in asymptotischer Annäherung!!!
Spannungsquelle: U bleibt gleich, I = U / R steigt auf unendlich, also
Leistung P = U x I unendlich.
Stromquelle: I bleibt gleich, U = I x R steigt auf unendlich, also
Leistung P = I x U unendlich.
Bei realen Quellen gilt zunächst dasselbe, aber
Spannungsquelle: I steigt nicht auf unendlich, sondern nur bis zum
maxilaml lieferbaren Wert. Die Maximalleistung ist dann erreicht - was
bei weiter sinkendem Lastwiderstand passiert, hängt von der Schaltung
ab, aber eine größere Leistung kann nicht herauskommen.
Analog bei der Stromquelle, steigender Widerstand liefert größere
Spannung bis zur Maximalspannung, die geliefert werden kann - damit ist
auch die Maximalleistung erreicht.
Wühlhase schrieb:>> Nein, ist es nicht. Natürlich haben Solarzellen eine Leerlaufspannung,> sind ja auch keine idealen Quellen. Schau dir das Ersatzschaltbild einer> Solarzelle an, dann siehst du auch wodurch die Leerlaufspannung begrenzt> wird.>
OK - nur zwei Bemerkungen dazu:
* Ersatzschaltbilder sagen zwingend nichts aus über physikalische
Gesetzmäßigkeiten - deshalb ja "Ersatz....".
Sie dienen nur als Hilfe bei der rechnerischen Behandlung.
Beispiel: Eines der 3 möglichen Ersatzschaltbilder für den BJT zeigt
eine Stromquelle Ic=h21*Ib - obwohl der Transistor nachweislich
spannungsgesteuert ist.
* Wenn eine Energiequelle - ohne dass sie Teil eines geschlossenen
Kreises ist - eine Leerlaufspannung zeigt, dann handelt es sich um eine
Spannungsquelle. Findest Du das nicht logisch?
In diesem Zusammmenhang muss man aber noch was klären:
Da jede Spannungsquelle in der Lage ist, einen Strom zu treiben, kann
man sie natürlich auch als "Stromquelle" bezeichnen. Das ist eigentlich
so logisch, dass man das nicht extra erwähnen muss - ABER:
In der elektronischen Praxis ist es mittlerweile üblich, diesen Begriff
der "Stromquelle" nur zu verwenden für Quellen, bei denen der fließende
Strom in dem angepeilten Anwendungsbereich nahezu unabhängig ist von dem
Verbraucher bzw. der entsprechenden Last.
In diesem Falle müsste man eigentlich sagen "Konstant-Stromquelle" (wohl
wissend, dass auch das nicht 100%-ig stimmt). Ich glaube die
US-Amerikaner sind da genauer und sprechen von der "constant current
source".
Wichtig ist ja aber nur, dass beide Seiten in einer Diskussion wissen,
was gemeint ist.
Von der Physik her ist es aber unzweifelhaft, dass die Energiequelle in
JEDEM Fall immer durch ein Ladungs-Ungleichgewicht (Ladungs-Differenz)
gebildet wird - also eine Spannungsquelle! Die Natur kennt keine
Stromquellen - in jedem Leiter muss zunächst ein E-Feld (durch die
angelegte Spannung erzeugt) existieren, welches die
Ladungsträger-Bewegung (Strom) ermöglicht. Anders gehts nun mal nicht.
Zur letzten Frage von Dir: Richtig - NICs sind keine dissipativen
Elemente. Es sind - wie ich zuvor schrieb - gesteuerte Quellen
(OPV-Ausgang), die den Strom zurück durch die steuernde Quelle senden.
Die Vorzeichen der Strom-Spannungsbeziehungen sind der Grund dafür, dass
man den Ausdruck "negativer Widerstand" gewählt hat. Dieser neg.
Widerstand erscheint als (einseitig geerdeter) Eingangswiderstand der
elektron. Schaltung.
Über Anwendungsbereiche (u.a. Filtertechnik) könnte man viel sagen.
Beispiel: Aktive Induktivitäten (OPV anstatt Spule).
Lutz V. schrieb:> Da jede Spannungsquelle in der Lage ist, einen Strom zu treiben, kann> man sie natürlich auch als "Stromquelle" bezeichnen.
Kann man machen - aber die falsche Verwendung von anders vorbelegten
Begriffen trägt im allgemeinen nicht zur Klarheit bei der Kommunikation
bei.
Eine Spannungsquelle muss Strom liefern können, aber deshalb handelt es
sich noch lange nicht um eine Stromquelle entsprechend der Definition.
Sie erfüllt nämlich nicht die Anforderung an den Innenwiderstand einer
Stromquelle, d.h. die Ausgangskennlinie sieht völlig anders aus.
Josef L. schrieb:> Oje...>> Das dort geschriebene gilt für ideale Spannungs- bzw. Stromquellen und> außerdem in asymptotischer Annäherung!!!
Aha!
Wühlhase schrieb:> Der maximale Lastfall einer Spannungsquelle ist ein Kurzschluß,> der maximale Lastfall einer Stromquelle sind offene Klemmen.> In diesem Fall gibt die jeweilie Quelle ihre maximale Leistung ab.
Bin ich blind und sehe hier die Termini "ideale Quelle" und
"asymptotische Annäherung" nicht?
Oder haben sich hier nur ein paar narzisstische Kleingeister versammelt,
beim patscherten Versuch ihr Halbwissen an den Mann bringen?
Wolfgang schrieb:> Lutz V. schrieb:>> Da jede Spannungsquelle in der Lage ist, einen Strom zu treiben, kann>> man sie natürlich auch als "Stromquelle" bezeichnen.>> Kann man machen - aber die falsche Verwendung von anders vorbelegten> Begriffen trägt im allgemeinen nicht zur Klarheit bei der Kommunikation> bei.>> Eine Spannungsquelle muss Strom liefern können, aber deshalb handelt es> sich noch lange nicht um eine Stromquelle entsprechend der Definition.> Sie erfüllt nämlich nicht die Anforderung an den Innenwiderstand einer> Stromquelle, d.h. die Ausgangskennlinie sieht völlig anders aus.
Soll das nun eine Ergänzung oder gar eine Korrektur meines Beitrags
sein?
Genau DAS was Du ausführst, habe ich doch nun gerade versucht
klarzustellen, um Missverständnisse der sprachlichen Begriffe zu
vermeiden.
Wenn ich Deiner Meinung nach was falsches geschrieben habe, dann sage es
explizit.
Also - was soll das ganze?
Wühlhase schrieb:>> der maximale Lastfall einer Stromquelle sind offene Klemmen.
Das ist nun - vorsichtig und höflich ausgedrückt - schwer verständlich
(oder bullshit?). Oder gibt es für diese "Definition" irgendeine
Referenzquelle?
Michael D. schrieb:> Vielleicht solltet ihr mal folgende Seite lesen:
Es geht in diesem Thread explizit um ideale Strom- und Spannungsquellen.
Eine ideale Stromquelle besitzt eine unendlich hohe Leerlaufspannung.
Erzähl mal, wie du von da aus zu einer äquivalenten Spannungsquelle mit
wohl definierter Leerlaufspannung kommen willst.
Wolfgang schrieb:> Es geht in diesem Thread explizit um ideale Strom- und Spannungsquellen.> Eine ideale Stromquelle besitzt eine unendlich hohe Leerlaufspannung.
Du hast von einem Innenwiderstand geschrieben, d.h. meinst du wohl eine
reale Quelle, eine ideale Quelle hat nämlich keinen.
Die Anwendung einer idealen Spannungs-/Stromquelle ist, damit ein Modell
einer realen Spannung-/Stromquelle zu definieren. Modelle dienen dazu
für einen spezifischen Zweck das einfachst mögliche Modell zu verwenden.
Die Umwandlung zwischen Strom- und Spannungsquellen dient wiederum dazu
für eine spezielle Schaltung das Modell zu wählen welches man am besten
versteht.
Michael
Michael D. schrieb:> ... eine ideale Quelle hat nämlich keinen
Natürlich hat eine ideale Stromquelle einen Innenwiderstand. Der
Quotient aus Leerlaufspannung und Innenwiderstand ist der Strom.
Wolfgang schrieb:> Der Quotient aus Leerlaufspannung und Innenwiderstand ist der Strom.
NEIN, nicht bei einer idealen Stromquelle! Siehe
https://de.wikipedia.org/wiki/Stromquelle_(Schaltungstheorie):
"Bei einer realen linearen Stromquelle ist dieses ein ohmscher
Widerstand parallel zum Quellenmodell." - und bei einer idealen ist
dieser Widerstand unendlich, also nicht vorhanden! Und auch die
Leerlaufspannung ist unendlich!
Einfach mal nachlesen...
Wolfgang schrieb:> Natürlich hat eine ideale Stromquelle einen Innenwiderstand. Der> Quotient aus Leerlaufspannung und Innenwiderstand ist der Strom.
ideal: liefert Strom x von 0V bis 999.999E999V und darüber hinaus. Ggf.
auch nochmal soweit darunter.
reale: ideale Stromquelle + parallelgeschaltetem Widerstand
Eine ideale Stromquelle hat einen festen Strom X.
Es gibt eine ideale Stromquelle für 1,5mA und eine andere für 1,51mA
Genauso bei der realen Stromquelle. Auch diese hat 1,5mA (oder einen
anderen, konstanten Wert). Aber sie hat einen Widerstand, aus dem sich
die Leerlaufspannung ergibt, z.B. 1k für 1,5V
Das gleiche bei Spannungsquellen.
Bei idealen Quellen ist kein Platz für R.
Was Du meinst, ist vermutlich eine "ideale reale" Quelle, die sich
verhält wie eine ideale Quelle + Widerstand und keine Effekte höherer
Ordnung hat.
Josef L. schrieb:> ... und bei einer idealen ist dieser Widerstand unendlich, also> nicht vorhanden! Und auch die Leerlaufspannung ist unendlich!>> Einfach mal nachlesen...
"unendlich" mit "nicht vorhanden" gleichzusetzen, ist schon mutig.
Immerhin ist bei einer idealen Stromquelle der Innenwiderstand genau so
hoch, dass du den Innenwiderstand einer angeschlossenen Last dagegen
vernachlässigen kannst (i.e. keinen Einfluss hat) und dass genau der
Strom fließt, für den sie spezifiziert ist.
Durch einen nicht vorhandenen Widerstand könnte kein Strom fließen.
Das solltest du also nochmal überdenken.
Wolfgang schrieb:> Das solltest du also nochmal überdenken.
Nein, DU solltest den von mir zitierten Wikipedia-Artikel endlich mal
lesen und verstehen! Ist schon traurig wenn hier im Forum Sachen
zerredet werden, die bereits auf Wikipedia klar und deutlich und vor
allem korrekt dargestellt sind!
Und du solltest nochmal überdenken, dass ein "Widerstand mit unendlich
hohem Wert" in Parallelschaltung tatsächlich mit einem "nicht
vorhandenen Bauelement" gleichgesetzt werden kann - was ist daran nicht
zu verstehen? Oder betreibst du Wortklauberei? Dann lass das in Zukunft
bitte. Es führt zu nichts.
Wolfgang schrieb:> Josef L. schrieb:>> ... und bei einer idealen ist dieser Widerstand unendlich, also>> nicht vorhanden! Und auch die Leerlaufspannung ist unendlich!>>>> Einfach mal nachlesen...>> "unendlich" mit "nicht vorhanden" gleichzusetzen, ist schon mutig.> Immerhin ist bei einer idealen Stromquelle der Innenwiderstand genau so> hoch, dass du den Innenwiderstand einer angeschlossenen Last dagegen> vernachlässigen kannst (i.e. keinen Einfluss hat) und dass genau der> Strom fließt, für den sie spezifiziert ist.> Durch einen nicht vorhandenen Widerstand könnte kein Strom fließen.> Das solltest du also nochmal überdenken.
Wolfgang - Du vergisst, dass das Modell einer Stromquelle aus einer
IDEALQUELLE mit PARALLEL-Widerstand besteht, welcher (wenn er groß genug
ist) durchaus als nicht vorhanden (also unendlich) angesehen werden
kann/muss. Durch den kann dann logischerweise auch kein Strom fließen.
Lutz V. schrieb:> * Ersatzschaltbilder sagen zwingend nichts aus über physikalische> Gesetzmäßigkeiten - deshalb ja "Ersatz....".
Nun, ich gehe davon aus daß das allen hier klar ist.
Irgendwo gab es mal eine Seite, auf der die Gewinnung aus elektrischer
Energie mal etwas detailierter beschrieben wurde...find sie nur gerade
nicht, ich hab sie in einer ähnlichen Diskussion mal vor Jahren
ausgegraben. Der Vorgang, der da beschrieben wurde, passte aber
tatsächlich eher zu einer Strom- als zu einer Spannungsquelle.
Lutz V. schrieb:> * Wenn eine Energiequelle - ohne dass sie Teil eines geschlossenen> Kreises ist - eine Leerlaufspannung zeigt, dann handelt es sich um eine> Spannungsquelle. Findest Du das nicht logisch?
Tatsächlich wäre mir das ein bisschen zu einfach. Klar muß man zwischen
theoretisch idealen Elementen und dem, was man tatsächlich hat,
unterscheiden. Eine Stromquelle mit offenen Klemmen, die eine
Leerlaufspannung liefert, ist da aus meiner Sicht erstmal einfach nur an
einer Systemgrenze, denn genauso wie eine reale Spannungsquelle keinen
unendlichen Kurzschlußstrom liefert, so liefert auch keine reale
Stromquelle eine unendlich hohe Leerlaufspannung.
Um zwischen Strom- oder Spannungsquelle zu unterscheiden muß man, so
sehe ich das jedenfalls, das Verhalten an allen anderen
Betriebszuständen ebenfalls berücksichtigen. Und da sind offene Klemmen
genauso interessant und wichtig wie ein Kurzschluß.
Lutz V. schrieb:> Von der Physik her ist es aber unzweifelhaft, dass die Energiequelle in> JEDEM Fall immer durch ein Ladungs-Ungleichgewicht (Ladungs-Differenz)> gebildet wird - also eine Spannungsquelle! Die Natur kennt keine> Stromquellen - in jedem Leiter muss zunächst ein E-Feld (durch die> angelegte Spannung erzeugt) existieren, welches die> Ladungsträger-Bewegung (Strom) ermöglicht. Anders gehts nun mal nicht.
Naja...dieser Vorstellung hing ich auch mal an, sehe das heute aber
etwas anders. Ich habe mich davon verabschiedet, Strom als kausale Folge
einer Spannung zu betrachten. Umgekehrt gilt genauso: Fließt ein Strom
durch einen Widerstand - völlig egal warum - fällt über dem Widerstand
eine entsprechende Spannung ab. Energietransport geht nur mit beiden.
Das es Spannung ohne Stromfluß gibt, kennt man von geladenen
Kondensatoren, Batterien, usw. Und theoretisch kannst du in einem
verlustlosen geschlossenen Kreis einen Strom fließen lassen, und der
Strom fließt einfach weiter ("gespeichert" durch die Induktivität, die
der Kreis bildet,). Mit Supraleitern könnte man das bestimmt sogar auch
experimentell ausprobieren. Stromfluß ohne Spannung wäre also zumindest
theoretisch auch möglich.
Aber zum Energietransport brauchst du sowohl Spannung als auch Strom,
und ich mir ist kein Grund bekannt, warum stets nur das eine als Ursache
des anderen in Frage kommen soll.
Um nochmal auf das Beispiel der Solarzelle zurückzukommen: Laut der
Seite, die ich nicht mehr finde, war das Ladungs-Ungleichgewicht erst
eine Folge der Bewegung der Ladungsträger. Also die auftretende Spannung
kausal nach dem Stromfluß und wie bereits gesagt: Der Betriebsfall
Kurzschluß einer Solarzelle passt sehr gut zu Stromquellen, während die
Leerlaufspannung bei offenen Klemmen m.M.n. kein Widerspruch dazu ist.
Lutz V. schrieb:> Zur letzten Frage von Dir: Richtig - NICs sind keine dissipativen> Elemente. Es sind - wie ich zuvor schrieb - gesteuerte Quellen> (OPV-Ausgang), die den Strom zurück durch die steuernde Quelle senden.> Die Vorzeichen der Strom-Spannungsbeziehungen sind der Grund dafür, dass> man den Ausdruck "negativer Widerstand" gewählt hat. Dieser neg.> Widerstand erscheint als (einseitig geerdeter) Eingangswiderstand der> elektron. Schaltung.>> Über Anwendungsbereiche (u.a. Filtertechnik) könnte man viel sagen.> Beispiel: Aktive Induktivitäten (OPV anstatt Spule).
Ich hab gestern noch ein bisschen was über NICs gelesen...tatsächlich
interessante Schaltungen. Der Begriff "negativer Widerstand" triggert
mich zwar gewaltig* und ich finde die Bezeichnung tatsächlich immer noch
unpassend, aber er widerspricht tatsächlich nicht unbedingt dem, was
diese Schaltungen tun.
*
Wir hatten im zweiten Semester im Bachelor tatsächlich eine Dozentin,
die uns in der Vorlesung mal negative Widerstände vorgerechnet hat. Und
es ging in diesem Beispiel tatsächlich nicht um solche OPV-Schaltungen,
sondern um eine Aufgabe zu einer Meßbereichserweiterungsschaltung
mittels Widerständen. Die gute Dame kam in ihrer Rechnung auf negative
Widerstände, weil sie die Werte so gewählt hat daß ihr irgendwo noch
eine Energiequelle gefehlt hat - du kannst ein Meßgerät, dessen
Vollausschlag bei 100mA liegt, nunmal nicht mit 30mA zum Vollausschlag
bringen, ohne noch irgendwo eine weitere Stromquelle einzubauen.
Dein Post hat mich zunächst dann doch etwas arg an diese Vorlesung
erinnert - sorry daß ich da zu Unrecht etwas harsch gewesen bin.
Lutz V. schrieb:> Wühlhase schrieb:>>> der maximale Lastfall einer Stromquelle sind offene Klemmen.>> Das ist nun - vorsichtig und höflich ausgedrückt - schwer verständlich> (oder bullshit?). Oder gibt es für diese "Definition" irgendeine> Referenzquelle?
Offene Klemmen sind vielleicht nicht ganz korrekt ausgedrückt, richtiger
wäre tatsächlich "ein nahezu unendlich hoher Widerstand", dann kann ich
dir als Referenzquelle z.B. das Skript unseres Professors in Grundlagen
E-Technik I bieten...oder wahrscheinlich jedes andere Buch, Skript,
Einführung in das Thema.
Aber vielleicht überzeugt dich auch folgendes:
Der maximale Lastfall einer Quelle ist dadurch bestimmt, daß die Quelle
ihre maximale Leistung aufbringen muß. Logisch, oder?
Und das charakteristische Merkmal einer Stromquelle ist es, einen Strom
zu treiben (so wie eine Spannungsquelle eine Spannung liefert).
Und wenn du nun einen beliebig hohen, z.B. unendlich hohen, Widerstand
an eine Stromquelle anlegst, muß diese eine entsprechend hohe Spannung
aufbringen um den Strom zu treiben. Was nach P=U*I zu ihrer maximalen
Leistungsabgabe führt. Anders ist es im Kurzschlußfall (mathematisch:
Widerstand gegen null), wo sie eine entsprechend niedrige Spannung
aufbringen muß um ihren Strom zu treiben.
Aber wenn du dich mit sowas wie NICs auskennst wundert mich deine Frage,
ehrlich gesagt.
Wühlhase schrieb:> Aber vielleicht überzeugt dich auch folgendes:> Der maximale Lastfall einer Quelle ist dadurch bestimmt, daß die Quelle> ihre maximale Leistung aufbringen muß. Logisch, oder?> Und das charakteristische Merkmal einer Stromquelle ist es, einen Strom> zu treiben (so wie eine Spannungsquelle eine Spannung liefert).>> Und wenn du nun einen beliebig hohen, z.B. unendlich hohen, Widerstand> an eine Stromquelle anlegst, muß diese eine entsprechend hohe Spannung> aufbringen um den Strom zu treiben. Was nach P=U*I zu ihrer maximalen> Leistungsabgabe führt. Anders ist es im Kurzschlußfall (mathematisch:> Widerstand gegen null), wo sie eine entsprechend niedrige Spannung> aufbringen muß um ihren Strom zu treiben.>> Aber wenn du dich mit sowas wie NICs auskennst wundert mich deine Frage,> ehrlich gesagt.
Ich fürchte, dass Du Dich hier in Deiner eigen Logik etwas "verhedderst"
- das liegt u.a. auch daran, dass
(a) man mit dem Wert "unendlich" schlecht umgehen kann, und
(b) es in der Realität keine Stromquellen gibt.
Schon Dein Satz ("Und wenn Du nun einen beliebig hohen, z.B unendlich
...") beinhaltet zwei Logikfehler:
* Durch einen "unendlich hohen Widerstand" (also Leerlauf an den
Klemmen) ist es ja nun nicht möglich, eine "Strom zu treiben", und
* Deine Stromquelle muss eine "entsprechend hohe Spannung aufbringen".
Eine Spannung? Also machst Du Gebrauch von der Vorstellung, dass die
"Stromquelle" aus einer Spannungsquelle mit hohem Ri besteht? Aber auch
in diesem Fall fließt bei Leerlauf kein Strom durch den Ri. Wo kommt
also Dein Produkt U*I zum Tragen?
_______________
Es ist ganz einfach: Wie Du richtig schriebst, ist der max. Lastfall für
eine Spannungsquelle (egal ob real oder auch als ideal angenommen) der
Kurzschluss.
Aber für eine Stromquelle kann man diesen Fall gar nicht definieren, da
es in der Wirklichkeit keine Stromquelle gibt. Schon gar nicht ist es
der Leerlauf (wie Du meinst). Hat Dir das Dein Prof. etwa so erzählt?
Glaub ich nicht.
Dann stellen wir uns also das, was wir vereinfacht "Stromquelle" nennen,
mal als hohe Spannungsquelle (Uo=1 Million Volt) mit Innenwiderstand vor
(Ri=1 Million Ohm). Das ist dann eine Quelle mit nahezu konstantem Strom
(für realistische Belastungen) I=1 A. Und was ist der maximale Lastfall?
Natürlich auch wieder Kurzschluss (mit genau 1A). Ansonsten ist der
Strom ja bei endlicher Last um eine Winzigkeit geringer....(auf keinen
Fall ist es der Leerlauf).
Alles klar?
@Lutz, nein, der maximale Lastfall der Stromquelle ist schon ein hoher
Lastwiderstand.
Bei der Spannungsquelle ist ein niedrige Lastwidertand das Problem: Hier
kann ggf. die Quelle nicht mehr die Spannung liefern.
Bei der Stromquelle muss diese auch bei einem sehr hohen Widerstand den
entsprechenden Strom liefern, bei Deinem Beispiel also auch bei 2 MOhm
Last das Ampere. Hier bricht der Strom aber zusammen -- weil die Quelle
die Spannung nicht beliebig erhöhen kann.
Lutz V. schrieb:> (a) man mit dem Wert "unendlich" schlecht umgehen kann
Nun, an dieser Stelle bin ich pragmatisch. Wenn man mit "unendlich"
schlecht umgehen kann, dann wählen wir halt "beliebig hoch" wenn es um
theoretische Betrachtungen geht, und wenn es um reale Aufbauten geht ist
man auf die Systemgrenzen des realen Objekts beschränkt. Das mag der
exakten Mathematik etwas zuwiderlaufen und gewiss bringe ich damit so
manchen Mathematiker gegen mich auf, aber ich bin Ingeneur - so sehr ich
exakte Mathematik auch schätze, ich mach das einfach wenn ich es für
zielführend halte.
Lutz V. schrieb:> b) es in der Realität keine Stromquellen gibt
Ich glaube nicht daß wir an diesem Punkt noch weiterkommen.
Achim H. schrieb:> @Lutz, nein, der maximale Lastfall der Stromquelle ist schon ein hoher> Lastwiderstand.>> Bei der Spannungsquelle ist ein niedrige Lastwidertand das Problem: Hier> kann ggf. die Quelle nicht mehr die Spannung liefern.>> Bei der Stromquelle muss diese auch bei einem sehr hohen Widerstand den> entsprechenden Strom liefern, bei Deinem Beispiel also auch bei 2 MOhm> Last das Ampere. Hier bricht der Strom aber zusammen -- weil die Quelle> die Spannung nicht beliebig erhöhen kann.
Wenn ich unrecht habe, dann müsste doch an meiner Erklärung etwas falsch
sein, oder?
Bitte kläre mich auf und zeige den Fehler.
Ansonsten wäre Dein Beitrag eine schlichte Behauptung, die man einfach
nur glauben kann (ohne Nachweis).
Du sprichst im letzten Satz nur von "Quelle" - was meinst Du damit?
Logischerweise kannst Du damit nur die ideale STROM-Quelle meinen (die
Deiner Aussage nach nicht die Spannung beliebig erhöhen kann). Diese
Quelle gibt es aber nicht!!
Wir reden hier doch wohl von realen Dingen und nicht nur von Modellen
(und das Symbol für eine ideale Strom-Quelle ist nur ein Hilfsmittel zur
Berechnung)
Wühlhase schrieb:> Lutz V. schrieb:>> b) es in der Realität keine Stromquellen gibt>> Ich glaube nicht daß wir an diesem Punkt noch weiterkommen.
Wieso nicht? Es muss doch wohl möglich sein zu klären, ob es reale
Systeme/Situationen gibt, bei denen ein Strom ohne treibende Spannung
fließen kann (das Beispiel Supra-Leitung passt hier nicht rein, da es
auf anderen Effekten beruht). Hast Du denn so ein Beispiel?
Wühlhase schrieb:>> b) es in der Realität keine Stromquellen gibt>> Ich glaube nicht daß wir an diesem Punkt noch weiterkommen.
Naja, ein bisschen vielleicht. Lest mal
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Spannung - dort heißt es
"Die elektrische Spannung U zwischen zwei Punkten A, B in einem
elektrischen Feld mit der Feldstärke E ist definiert als räumliches
Linienintegral längs eines festgelegten Weges von Punkt A zu Punkt B".
Die Spannung existiert also, ohne dass ein Strom fließen muss. Schön
dass es so ist, sonst könnte auf neu gekauften Batterien kein
Haltbarkeitsdatum 2031 stehen. Und deswegen haben Batterien auch einen
aufgedruckten Spannungswert. Wenn ich A und B über einen Widerstand R
verbinde, fließt der Strom I = U / R.
Bei der Stromquelle ist aber die anliegende Stannung U = I x R, und wie
hier schon öfter bemerkt, ist eine offene Stromquelle der "maximale
Lastfall", d.h. sie wäre leer bevor sie die Ladentheke erreicht. Ich
würde sie als Händler auch nicht im Lager haben oder als Fahrer
transportieren wollen, ja nicht mal herstellen, weil sie ja sofort
verglüht, sobald der Kurzschlussclip abhanden kommt oder auch nur
verrutscht. Siehe die Spannungsquelle "Handyakku" bei versehentlichem
oder internem Kurzschluss...
Josef L. schrieb:> Wühlhase schrieb:>>> b) es in der Realität keine Stromquellen gibt>>>> Ich glaube nicht daß wir an diesem Punkt noch weiterkommen.>> Bei der Stromquelle ist aber die anliegende Stannung U = I x R, und wie> hier schon öfter bemerkt, ist eine offene Stromquelle der "maximale> Lastfall", d.h. sie wäre leer bevor sie die Ladentheke erreicht.
Kannst Du bitte den letzten Satz etwas technischer formulieren?
Also die offene Stromquelle ist "leer"...und damit der "maximale
Lastfall"?
Das ist doch auch wieder nur eine Aussage (Behauptung) ohne Begründung
bzw. Nachweis.
..."öfter bemerkt" reicht dafür nicht aus, denn die "Logik" dieser
bisherigen Behauptungen ist doch etwas "kraus":
Dabei gehen die Logiker von einer IDEALEN Stromquelle aus (mal
unabhängig davon, ob sowas überhaupt existiert), weisen dieser aber
gleichzeitig hinsichtlich der Spannung durchaus REALE Eigenschaften zu
(kann nicht beliebig groß werden bzw. bricht zusammen oder kann nicht
geliefert werden...). Erkennt jemand den Widerspruch nicht?
PS: "Meine Logik" habe ich ja schon in dem Beitrag von 9:39 erläutert.
Ist an dem Zahlenbeispiel etwas falsch? Gebt doch mal dazu einen
Kommentar, damit wir sachlich diskutieren und nicht nur Behauptungen
austauschen (mit unverständlichen Sprüchen zur "Ladentheke" etc.).
Lutz V. schrieb:> Also die offene Stromquelle ist "leer"...und damit der "maximale> Lastfall"?
Das mit dem "Lastfall" ist ja nicht von mir und ich kannte den Ausdruck
so nicht. Er gibt aber wieder was die simple Definition der (idealen)
Stromquelle ausmacht, nämlich der gelieferte Strom ist immer konstant.
So wie bei einer idealen Spannungsquelle die Spannung zwischen den Polen
immer konstant ist. Dort fließt ohne Verbraucher, also Lastwiderstand
unendlich, der Strom I = U / ∞ = 0; bei Kurzschluss fließt I = U / 0 =
∞ und deswegen wird die Batterie bei Kurzschluß heiß (wenn's dabei
bleibt): P = U x I = ∞.
Die ideale Stromquelle muss den Strom auch bei offenen Klemmen liefern,
also ist U = I x R = I x ∞ = ∞ und damit P = U * I = ∞ und nur bei
Kurzschluss ist U = 0 und damit P = 0.
Vielleicht wird es einfacher, wenn du real existierende gute Laborgeräte
als Beispiel nimmst:
Spannungsquelle: U = 10V, I = max. 10A --> R = 1 ... ∞ Ohm erlaubt
Stromquelle: I = 10A; U = max. 10V --> R = 0 ... 1 Ohm erlaubt
Bei Überschreitung der Grenzwerte gibt es 2 Möglichkeiten:
a) Gerät schaltet ab, liefert also weder U noch I
b) Der jeweilige Maximalwert (Spannungsquelle: I, Stromquelle: U)
bleibt, der bisher konstant gehaltene sinkt. Also bei Spannungsquelle
oben mit 0.5-Ohm-Widerstand statt 20A/10V nur 10A/5V; Stromquelle bei 2
Ohm statt 20V/10A nur 10V/5A.
Josef L. schrieb:> Die ideale Stromquelle muss den Strom auch bei offenen Klemmen liefern,> also ist U = I x R = I x ∞ = ∞ und damit P = U * I = ∞ und nur bei> Kurzschluss ist U = 0 und damit P = 0.
Den ersten Satz muss man sich mal "auf der Zuge zergehen lassen"....
Bei "offenen" Klemmen muss also der Strom fließen können - wohin
eigentlich bzw. in welchem Stromkreis? Ist das jetzt noch eine
ernsthafte Diskussion?
Nachtrag: Ich glaube, die Missverständnisse kommen auch daher, dass für
den Begriff "maximale Last" zwei verschiedene Effekte gemeint sein
können:
(1) Maximal erlaubter Leistungsumsatz (wie bei der Spannungsquelle)
(2) Maximale erlaubte Spannung (bei Stromquelle) - aber eben NICHT unter
Leistungsaspekten, sondern weil diese Spannung natürlich nicht größer
werden darf als die Betriebsspannung des technischen Gerätes.
Lutz V. schrieb:> Den ersten Satz muss man sich mal "auf der Zuge zergehen lassen"....
Du kapierst weder den Begriff "ideal" noch "unendlich"!
PS: "Meine Logik" - Was soll das denn sein???
Lutz V. schrieb:> Nachtrag: Ich glaube, die Missverständnisse kommen auch daher, dass für> den Begriff "maximale Last" zwei verschiedene Effekte gemeint sein> können:
Nein, gemeint ist immer derselbe Fall: Die an die angeschlossenen
"Schaltung" maximal abgegebene Leistung.
Bei Spannungsquellen ist das der Fall bei niedrigsten Widerständen.
Bei Stromquellen ist das der Fall bei höchsten Widerständen.
Josef L. schrieb:> Lutz V. schrieb:>> Den ersten Satz muss man sich mal "auf der Zuge zergehen lassen"....>> Du kapierst weder den Begriff "ideal" noch "unendlich"!>
Statt Deiner überflüssigen Polemik hättest Du besser meine Frage
beantworten sollen (Bei "offenen" Klemmen muss also der Strom fließen
können- wohin eigentlich bzw. in welchem Stromkreis ?).
Vielleicht hast Du zu wenig Praxis bei technischen Diskussionen.....?
Achim H. schrieb:> Lutz V. schrieb:>> Nachtrag: Ich glaube, die Missverständnisse kommen auch daher, dass für>> den Begriff "maximale Last" zwei verschiedene Effekte gemeint sein>> können:>> >> Bei Stromquellen ist das der Fall bei höchsten Widerständen.>
Ja, langsam glaube ich auch, dass wir nicht weiterkommen....natürlich
steigt die Leistung formelmäßig....angewendet auf eine wirklich
konstante IDEALE Stromquelle. Das ist ja unbestritten.
Aber das Dilemma wurde doch gerade deutlich durch den hier weiter oben
geschrieben Satz: "Die ideale Stromquelle muss den Strom auch bei
offenen Klemmen liefern".
Dieser Widerspruch kann nur dadurch gelöst werden, dass man sich klar
macht (wovon ich schon seit Beginn hier rede), dass es in der Praxis
keine echten Stromquellen gibt bzw. geben kann.
Die in der Praxis verfügbaren "Stromquellen" sind doch alles
Spannungsquellen, deren Spannungswert der Last nachgeführt wird und
dadurch der Strom nahezu konstant gehalten werden kann
(Rückkopplungseffekte, Transistor- bzw. OPV-Schaltungen).
Das nennt man in der Laborpraxis dann "Stromquelle" - korrekter wäre
aber z.B. "Last-proportionale Spannungsquelle". Nur das sagt eben
keiner. Muss ja auch nicht sein - wenn man weiß, wie das Ding
funktioniert und was gemeint ist!!
Lutz V. schrieb:> Wühlhase schrieb:>>> Lutz V. schrieb:>>> b) es in der Realität keine Stromquellen gibt>>>> Ich glaube nicht daß wir an diesem Punkt noch weiterkommen.>> Wieso nicht?
Weil ich dir bereits zwei Beispiele für physikalische Stromquellen bzw.
stromquellenähnliche Gebilde genannt habe. Und du diese als solche nicht
betrachten magst - warum auch immer. Ich hingegen habe noch keine
Veranlassung gefunden, daran in irgendeiner Form zu zweifeln. Und damit
sind wir in einer Pattsituation.
Und nehmen wir mal des Disputs halber an, daß es keine physikalischen
Stromquellen gäbe, so kannst du doch offensichtlich trotzdem mit einem
theoretischen Modell Stromquelle rechnen, dessen Verhalten beschreiben
und theoretisch als Leistungsquelle verwenden.
Warum solltest du für dieses theoretische Gebilde dann keinen maximalen
Lastfall definieren können?
Wühlhase schrieb:> Lutz V. schrieb:>> Wühlhase schrieb:>>>>> Lutz V. schrieb:>>>> b) es in der Realität keine Stromquellen gibt>>>>>> Ich glaube nicht daß wir an diesem Punkt noch weiterkommen.>>>> Wieso nicht?>> Weil ich dir bereits zwei Beispiele für physikalische Stromquellen bzw.> stromquellenähnliche Gebilde genannt habe. Und du diese als solche nicht> betrachten magst - warum auch immer. Ich hingegen habe noch keine> Veranlassung gefunden, daran in irgendeiner Form zu zweifeln. Und damit> sind wir in einer Pattsituation.>
Gestern (14.11, um 21:49) schriebst Du:
"Ich habe mich davon verabschiedet, Strom als kausale Folge
einer Spannung zu betrachten. Umgekehrt gilt genauso: Fließt ein Strom
durch einen Widerstand - völlig egal warum - fällt über dem Widerstand
eine entsprechende Spannung ab."
Das ist nun die tiefere Ursache für die unterschiedlichen
Betrachtungsweisen.
Und es ist wirklich falsch! Was heißt denn "völlig egal warum" ?
Wenn ein Strom durch den Widerstand fließen soll, dann müssen doch die
Ladungen, die den Strom bilden, durch eine auf sie wirkende Kraft
beschleunigt werden. Und das ist das E-Feld im Leiter! Das sind doch die
primitivsten Grundlagen zum Thema E-Feld und Spannung.
Die Spannung muss immer zuerst da sein - der Strom ist die Folge (auch
wenn Du Dich davon "verabschiedet hast").
Natürlich dürfen wir in der Rechnung so tun als ob.....U=I*R. Es gilt ja
die Proportionalität, aber wir dürfen diese Gleichung nicht automatisch
als Aussage über Ursache und Folge ansehen.
Bitte antworte jetzt nicht mit "Supra-Leitung" - das ist ein ganz
anderer Mechanismus, der noch gar nicht endgültig erforscht ist.
Lutz V. schrieb:> [...]> Aber das Dilemma wurde doch gerade deutlich durch den hier weiter oben> geschrieben Satz: "Die ideale Stromquelle muss den Strom auch bei> offenen Klemmen liefern".>> Dieser Widerspruch kann nur dadurch gelöst werden, dass man sich klar> macht (wovon ich schon seit Beginn hier rede), dass es in der Praxis> keine echten Stromquellen gibt bzw. geben kann.> Die in der Praxis verfügbaren "Stromquellen" sind doch alles> Spannungsquellen, deren Spannungswert der Last nachgeführt wird und> dadurch der Strom nahezu konstant gehalten werden kann> (Rückkopplungseffekte, Transistor- bzw. OPV-Schaltungen).> Das nennt man in der Laborpraxis dann "Stromquelle" - korrekter wäre> aber z.B. "Last-proportionale Spannungsquelle". Nur das sagt eben> keiner. Muss ja auch nicht sein - wenn man weiß, wie das Ding> funktioniert und was gemeint ist!!Lutz V. schrieb:> Wolfgang - Du vergisst, dass das Modell einer Stromquelle aus einer> IDEALQUELLE mit PARALLEL-Widerstand besteht, welcher (wenn er groß genug> ist) durchaus als nicht vorhanden (also unendlich) angesehen werden> kann/muss. Durch den kann dann logischerweise auch kein Strom fließen.
Einfach mal beide Zitate wirken lassen...schreiben da zwei Personen
(oder Persönlichkeiten in einer Person?) unter einem Account? Weiß er
denn was er da redet?
Lutz V. schrieb:> Nachtrag: Ich glaube, die Missverständnisse kommen auch daher, dass für> den Begriff "maximale Last" zwei verschiedene Effekte gemeint sein> können:>> (1) Maximal erlaubter Leistungsumsatz (wie bei der Spannungsquelle)>> (2) Maximale erlaubte Spannung (bei Stromquelle) - aber eben NICHT unter> Leistungsaspekten, sondern weil diese Spannung natürlich nicht größer> werden darf als die Betriebsspannung des technischen Gerätes.
Eine Quelle wird genau dann belastet, wenn eine Last angeschlossen ist
die Leistung abverlangt. Maximale Last ist die Last, die die maximale
Leistung abverlangt, die eine Quelle liefern kann. Mit Fachkollegen habe
ich über diesen Begriff noch nie diskutieren müssen, eigentlich ist
immer klar was man damit meint.
(Wenn man ganz penibel ist dann stellt man jetzt noch sicher, daß wir
ausschließlich über Gleichspannung/Gleichstrom reden.)
Lutz V. schrieb:> Aber das Dilemma wurde doch gerade deutlich durch den hier weiter oben> geschrieben Satz: "Die ideale Stromquelle muss den Strom auch bei> offenen Klemmen liefern".
Das Dilemma ist doch auch bei der idealen Spannungsquelle vorhanden,
wenn sie kurzgeschlossen ist. Sie muss immer ihre Spannung liefern, auch
wenn der Kurzschluss mit idealen 0Ω erfolgt. Vergleichbarer Problemfall.
Das Problem, das ihr habt, ist die Betrachtung der Grenzfälle. Die geben
kein einfaches logisches Ergebnis, sondern lassen nur eine
Grenzwertbetrachtung zu. Und da ist kein Widerstand exakt 0Ω oder ∞Ω ...
HildeK schrieb:> Das Problem, das ihr habt, ist die Betrachtung der Grenzfälle. Die geben> kein einfaches logisches Ergebnis, sondern lassen nur eine> Grenzwertbetrachtung zu. Und da ist kein Widerstand exakt 0Ω oder ∞Ω ...
+10 fürs auf den Punkt bringen!
Ist euch aufgefallen dass der TO genau 1 Beitrag verfasst hat, und ihr
hier zum Teil seitenlange inzwischen über 70 Beiträge über so ein
triviales Problem.
Ideal gibts nicht und ist nur ein Modell zur einfachen Betrachtung. Und
das Modell gilt eben nur in einem bestimmten Bereich.
Wühlhase schrieb:> Einfach mal beide Zitate wirken lassen...schreiben da zwei Personen> (oder Persönlichkeiten in einer Person?) unter einem Account? Weiß er> denn was er da redet?>
Statt Deiner polemischen Ausfälle könntest Du lieber mal den Versuch
unternehmen, Dir gestellte technische Fragen sachlich zu beantworten -
z.B. wie Du Dir den Ladungstransport (Strom) in einem Leiter ohne E-Feld
vorstellst.
Aber da drückt man sich ja lieber und wird persönlich - sowas erlebt man
in diesem Forum der "Fachleute" ja hin und wieder.
Ich hab meine Auffassungen dargelegt - sachlich darauf eingegangen ist
niemand so richtig - war wohl alles Blödsinn.
Viel Spaß und Erfolg beim Vermehren der Einsichten in das Geheimnis von
Strom und Spannung.
HildeK schrieb:> Das Problem, das ihr habt, ist die Betrachtung der Grenzfälle. Die geben> kein einfaches logisches Ergebnis, sondern lassen nur eine> Grenzwertbetrachtung zu. Und da ist kein Widerstand exakt 0Ω oder ∞Ω ...
Vielleicht ist das Problem der FH-Abschluss, der solche
Gedankenexperimente nicht zu lässt.
Lutz V. schrieb:> z.B. wie Du Dir den Ladungstransport (Strom) in einem Leiter ohne E-Feld> vorstellst.
z.B. durch ein sich änderndes Magnetfeld.
Stichworte für weitere Überlegungen: Spule - Induktion - Freilaufdiode
Achim H. schrieb:> Lutz V. schrieb:>> z.B. wie Du Dir den Ladungstransport (Strom) in einem Leiter ohne E-Feld>> vorstellst.>> z.B. durch ein sich änderndes Magnetfeld.
Wenn man sowas schreibt, sollte man vorher noch mal bei den Grundlagen
nachlesen (wenn man diese nicht kennt):
Zitat (zur allgemeinen Beruhigung: Stammt nicht von mir):
Das Induktionsgesetz, oder auch faradaysches Induktionsgesetz genannt,
beschreibt das Phänomen, dass eine elektrische SPANNUNG an einem Leiter
erzeugt wird, der sich in einem wechselnden Magnetfeld befindet.
Ich hatte zwar eher an eine Spule in einem sich zeitlich ändernden
Magnetfeld gedacht, aber gut.
Gegenfrage für den Leser: Woher kommt die Spannung? -- Denn die ist ja
die Wirkung, nicht die Ursache.
Tipp: Sich bewegende Ladungsträger SIND Strom.
Nur zur Kontrolle
Lutz V. schrieb:> Ein Strom kann nur fließen als> Ergebnis einer treibenden Spannungsquelle (die im leitenden Material ein> E-Feld erzeugt, ohne das kein Ladungsträger-Transport möglich ist).
Ursache - Wirkung, am Beispiel Plattenkondensator:
Ist das elektrische Feld und daher dessen
Wegintegral(E*ds) = Spannung an den Platten
die Ursache für die
verschobene Ladungsverteilung, oder eben diese Ladungsverschiebung
die Ursache für das elektrische Feld?
Selbst wenn eine Reihenfolge definierbar wäre:
beides tritt gleichzeitig auf (in einem infitesimalen, d.h. 'kleinen'
Abschnitt braucht man auch die Lichtgeschwindigkeit nicht zu
beachten). =>
Für die Praxis ist das jedenfalls egal.
*****************************************************
In den Grundlagen E-Technik lernt man ganz früh, wie man für die
rechnerische Behandlung realer Quellen die
"Ersatz-Spannungsquelle" bzw. die "Ersatz-Stromquelle"
verwendet.
(Wenigstens den meisten von) uns ist gegenwärtig, dass man sich
frei aussuchen kann, welchen "Ersatz" man nimmt, die sind "dual"
zueinander.
Jetzt hängen wir mal eine ideale Stromquelle parallel zu einer idealen
Spannungsquelle und wir messen Un über die Klemmen und In durch die
Leitungen. Fertig ! Revolutionär ?
Lutz V. schrieb:> Wühlhase schrieb:>> Einfach mal beide Zitate wirken lassen...schreiben da zwei Personen>> (oder Persönlichkeiten in einer Person?) unter einem Account? Weiß er>> denn was er da redet?>>> Statt Deiner polemischen Ausfälle könntest Du lieber mal den Versuch> unternehmen, Dir gestellte technische Fragen sachlich zu beantworten -> z.B. wie Du Dir den Ladungstransport (Strom) in einem Leiter ohne E-Feld> vorstellst.> Aber da drückt man sich ja lieber und wird persönlich - sowas erlebt man> in diesem Forum der "Fachleute" ja hin und wieder.> Ich hab meine Auffassungen dargelegt - sachlich darauf eingegangen ist> niemand so richtig - war wohl alles Blödsinn.> Viel Spaß und Erfolg beim Vermehren der Einsichten in das Geheimnis von> Strom und Spannung.
Keine Polemik, ich bin aufrichtig verwirrt. In der einen Aussage stellst
du unter Beweis daß du mit der Materie eigentlich umgehen können
müßtest, im nächsten negierst du den Eindruck wieder vollständig.
Aber wie gesagt, wir sind in einer Pattsituation, und ich suche
tatsächlich keinen Streit.
Übrigens: Wo habe ich behauptet daß es kein E-Feld gäbe oder daß eine
Stromquelle ohne auskäme?
Spannung, Strom, Widerstand, elektrisches, magnetisches Feld: Da gibt es
keine Ursache-Wirkung Beziehunge. Die stehen in festen Beziehungen.
Versetzen wir uns doch mal in die Lage einer supraleitenden Spule (gibt
es in der Praxis z. B. im MRT) Da fließt ein Strom, aber eine Spannung
liegt nicht an.
Ursache? Wirkung?
Ich mische mich mal an dieser Stelle ein, weil mir der Ansatz
von Lutz gefällt, eine Stromquelle zu entwerfen, die sich einer
idealen Stromquelle nähert.
Lutz V. schrieb:> Dann stellen wir uns also das, was wir vereinfacht "Stromquelle" nennen,> mal als hohe Spannungsquelle (Uo=1 Million Volt) mit Innenwiderstand vor> (Ri=1 Million Ohm). Das ist dann eine Quelle mit nahezu konstantem Strom> (für realistische Belastungen) I=1 A. Und was ist der maximale Lastfall?> Natürlich auch wieder Kurzschluss (mit genau 1A). Ansonsten ist der> Strom ja bei endlicher Last um eine Winzigkeit geringer....(auf keinen> Fall ist es der Leerlauf).> Alles klar?
Betrachten wir uns mal 3 willkürlich ausgewählte Lastfälle RL.
1. RL=10k P=I² x R = 10kW
2. RL=100k P=I² x R = 100kW
3. RL=1000k P=I² x R = 1000kW
Daraus kann man problemlos ableiten, dass bei Leerlauf (RL = ∞)
der Lastfall maximal wird.
Aber wie soll das gehen?
Die ideale Stromquelle wird die Spannung soweit erhöhen, bis 1A
wieder fließt und wenn es nicht anders geht, mit einem Lichtbogen.
Lutz V. schrieb:> Es ist ganz einfach: Wie Du richtig schriebst, ist der max. Lastfall für> eine Spannungsquelle (egal ob real oder auch als ideal angenommen) der> Kurzschluss.Bernd K. schrieb:> Daraus kann man problemlos ableiten, dass bei Leerlauf (RL = ∞)> der Lastfall maximal wird.
Ohne eine Definition für "maximaler Lastfall" auch keine Möglichkeit zu
entscheiden, wo er liegt.
Maximale Leistung an den Klemmen einer idealen? offen, bzw. -->
unendlich
Maximaler Strom bei einer realen? Kurzschluss
Maximale Leistung bei einer realen? Anpassung (Ra = Ri)
> da es in der Wirklichkeit keine Stromquelle gibt.
Das geistert hier schon im ganzen Thread herum. Ja, es gibt keine
"Batterien" zu kaufen. Geschenkt. Aber zumindest mit Wechselstrom ist
z.B. ein Nabendynamo nahe an einer Stromquelle. Warum das aber für die
theoretische Betrachtung so wichtig ist, verstehe ich nicht. Zumal es ja
eine wirkliche 1-1 Transformation gibt.
A. S. schrieb:> Aber zumindest mit Wechselstrom ist> z.B. ein Nabendynamo nahe an einer Stromquelle.
Begründung? Wieso keine Spannungsquelle? Ob der Dynamo evtl. das
Induktionsgesetz ausnutzt (mit Induktionsspannung)?
Bernd K. schrieb:> Betrachten wir uns mal 3 willkürlich ausgewählte Lastfälle RL.> 1. RL=10k P=I² x R = 10kW> 2. RL=100k P=I² x R = 100kW> 3. RL=1000k P=I² x R = 1000kW
Und das ist hier bereits Schmarrn weil du ja den Spannungsteiler
zwischen Innen- und Lastwiderstand berücksichtigen musst, d.h. du hast
bei
1. 10k --> U=9901V, I=0.9901A, P=9.80kW
2. 100k -> U=90909V, I=0.9091A, P=82.6kW
3. 1M --> U=500000V, I=0.5A, P=250kW
4. 10M --> U=909090V, I=0.0909A, P=82.6kW
...
und die maximale Last ist wie immer bei RL=Ri. Das gilt für die
entnehmbare Leistung. Anders sieht es mit der Verlustleistung in der
Quelle aus - bei Kurzschluss, also RL=0 entnimmst du die Leistung Null,
aber in der Quelle würden P = 1MV x 1A = 1MW verbraten, da würde ich
schleunigst das Weite suchen...
Ausgehend vom Prinzip linearer
Ersatz-Spannungs- bzw. Strom-Quellen:
Wie schon dargelegt, sind BEIDE Modelle zwecks Berechnung und
praktischer Handhabung völlig gleichwertig und frei wählbar.
Man könnte z.B. eine solche REALE Quelle dann als "Spannungs"-Quelle
bezeichnen, wenn bei Anschluss der vorgesehenen Last die
Klemmenspannung auf weniger als die Hälfte der Leerlaufspannung
absinkt.
Sinkt die Spannung der Quelle dann aber um mehr als die Hälfte ab,
könnte man sie -genauso willkürlich- als Stromquelle definieren.
Diese Einteilung hinge dann genauso von der Quelle, wie auch von
der Last ab!
Josef L. schrieb:>> 1. 10k --> U=9901V, I=0.9901A, P=9.80kW> 2. 100k -> U=90909V, I=0.9091A, P=82.6kW> 3. 1M --> U=500000V, I=0.5A, P=250kW> 4. 10M --> U=909090V, I=0.0909A, P=82.6kW> ...>> und die maximale Last ist wie immer bei RL=Ri. Das gilt für die> entnehmbare Leistung. Anders sieht es mit der Verlustleistung in der> Quelle aus - bei Kurzschluss, also RL=0 entnimmst du die Leistung Null,> aber in der Quelle würden P = 1MV x 1A = 1MW verbraten, da würde ich> schleunigst das Weite suchen...
Gut erkannt.
Eine (fast) ideale Stromquelle, die Ihren Namen verdient,
ist nämlich gar nicht per Uo=konst und Ri=konst darstellbar.
Damit sie ihren Namen verdient, müsste sie entweder
Uo erhöhen oder Ri erniedrigen, um I=konst=1A zu generieren.
Das geht dann in der Praxis locker mit einem Regelkreis,
indem der Strom gemessen und Ri entsprechend angepasst wird.
Die Grenze ist ist dann erreicht, wenn Ra so groß wird,
dass Uo nicht mehr ausreicht, den Konstantstrom zu treiben.
Verschrieben: Es sollte heissen:
"Man könnte z.B. eine solche REALE Quelle dann als "Spannungs"-Quelle
bezeichnen, wenn bei Anschluss der vorgesehenen Last die
Klemmenspannung UM weniger als auf die Hälfte der Leerlaufspannung
absinkt."
Lutz V. schrieb:>> Aber zumindest mit Wechselstrom ist>> z.B. ein Nabendynamo nahe an einer Stromquelle.>> Begründung? Wieso keine Spannungsquelle? Ob der Dynamo evtl. das> Induktionsgesetz ausnutzt (mit Induktionsspannung)?
Da beide ineinander umrechenbar sind, ist das eine auch das andere.
In unserer Vorstellung betrachten wir etwas als "gute" Spannungsquelle,
wenn es nahe an einer idealen ist: Ri nahe 0 und Betrieb nahe der
unbelasteten Spannung. Z.B. eine Batterie, die bei 1,2V in der Regel
mehr als 1V Klemmspannung im Einsatz hat.
Ein normaler Nabendynamo ist davon weit entfernt. Er hat (bei einer
Drehzahl) mehr als 100V, wird aber bei etwa 6V betrieben. Und in diesem
Bereich ändert sich der Strom auch praktisch nicht, er ist bei 6V und
bei 0V praktisch gleich.
