Lösung der Aufgabe mit Hilfe einer Ersatzspannungsquelle
Kategorie: Gleichstrom, LösungenKomplexe Netzwerke können häufig durch eine Ersatzspannungsquelle ersetzt werden.
Die Idee dabei ist, eine einfache Schaltung zu finden, die sich genau so verhält wie die gegebene physikalische Schaltung. Diese neue Schaltung lässt sich anschließend leichter berechnen.
Auch Erweiterungen lassen sich an der neu gefundenen Schaltungen vornehmen. Die Berechnung dieser sich dann ergebenen Schaltung ist ebenfalls erheblich einfacher als wenn man die komplizierte Originalschaltung erweitern müste.
Im Fall der Berechnung mit Hilfe einer Ersatzspannungsquelle versucht man eine komplizierte Schaltung auf eine einfache (reale) Spannungsquelle zu reduzieren.
Aufbau der Ersatzspannungsquelle
Eine reale Spannungsquelle besteht aus einer idealen Spannungsquelle (das ist eine Spannungsquelle mit dem Innenwiderstabnd Ri=0) und einem in Reihe geschalteten Innenwiderstand.
Diese beiden Größen, also der Wert der Spannungsquelle U0 und den Innenwiderstand Ri, müssen gefunden werden und schon hat man die Schaltung vereinfacht
Diese Ersatzspannunsgquelle verhält sich dann genau wie die zu ersetzende Schaltung.
Wenn man die Originalschaltung beispielsweise mit Widerstand belastet, müsste man zur Berechnung beispielsweise des Lasttroms die gesamte Schaltung berechnen. Dies kann je nach SChaltung sehr, sehr aufwändig werden.
Hat man vorher die Ersatzspannungsquelle berechnet, läuft die Berechnung auf eine einfache Reihenschaltung (Inennwiderstand + Lastwiderstand) hinaus.
Der Innenwiderstand Ri
Der Innenwiderstand Riergibt sich, indem man alle (idealen) Spannungsquellen kurzschließt, denn sie haben ja den Innenwiderstand Ri=0 und von den Klemmen in die Schaltung “hineinsieht”.
Man berechnen also den Widerstand der zwischen den zu bertrachtenden Klemmen liegt.
Die Spannungsquelle U0
Die Spannung der Ersatzspannungsquelle ist die Leerlaufspannung U0, also die Spannung, die an den Klemmen im unbelasteten Fall liegt.
Dass das bei der Ersatzspannungsquelle so ist sieht man sehr schnell: Im unbelasteten Fall fließt durch den Innenwiderstand Ri kein Strom. Es fällt also an Ri auch keine Spannungs ab. Also liegt an den Klemmen die Spannung U0. Da diese Spannung dann auch der Leerlaufspannung der gegebenen Schaltung entspricht, muss also die Leerlaufspannung der gegeben Schaltung berechnent werden.
Im folgenden Video wird die Beispielaufgabe mit Hilfe einer Ersatzspannungsquelle gelöst.
Kostenlose Studienhandbücher*
TIPP: Teste den Kurs in den ersten 4 Wochen kostenlos, um auszuprobieren, ob der der Kurs wirklich etwas für Dich ist.
Hier bekommst Du kostenlos Informationen über Inhalte und Preise
Noch einen Schritt weiter geht es mit dem Angebot der Wilhelm Bücher Hochschule.
Hier gibt es einen kompletten Bachelor-Studiengang Elektro- und Informationstechnik als Fernstudium.
Informationen zum Studiengang findest Du im kostenlosen Studienhandbuch
ET-Tutorials weiterempfehlen
Hat Dir der Artikel gefallen?Dann unterstütze ET-Tutorials.de mit einer Empfehlung per Email an Deine Freunde .
Hinweis zum Datenschutz: Ich kann weder Deine noch die Email-Adresse Deiner Freunde sehen.
Ähnliche Artikel
Folgende Artikel aus der gleichen Kategorie könnten Dich ebenfalls interessieren:» Was ist elektrische Spannung ?
» Berechnung der Leistungen für den unkompensierten Fall
» Lösung der Aufgabe mit Hilfe des Überlagerungsverfahrens
» Berechnung der Stromstärke durch den Motor
» Blindleistungskompensation - Impedanz und Leistungsfaktor
Mein Name ist Wolfgang Bengfort. Ich bin Lehrer für Elektrotechnik und Technische Informatik und habe im September 2009 diese Seite gestartet. 
Hallo,
ich finde deine Videos ziemlich gut und eigentlich auch leicht verständlich, jedoch hätte ich eine Frage.
Kann ich davon ausgehen , dass wenn ich eine Ersatzstromquelle einrichte der Innenwiderstand immer Parallel dazu ist?
Denn ich wie gesehen habe ist der Innenwiderstand bei einer Ersatzspannungsquelle in Reihe geschaltet.
Dies verwirrt mich ein bisschen.
Ich danke schonmal im Vorraus für das Anworten
Mfg Anko
Hallo Anko,
ja genauso ist es.
Eine Ersatzspannungsquelle besteht aus einer idealen Spannungsquelle und einem Innenwiderstand in Reihe dazu. Bei Belastung der Quelle fällt ein Teil der Spannung am Innenwiderstand ab, so dass an der Last nicht mehr die gesamte Spannung zur Vefügung steht.
Eine Ersatzstromquelle besteht aus einer idealen Stromquelle und einem Innenwiderstand/resp. -leitwert parallel dazu. Je nach Belastung fließt eben nicht der gesamte Strom durch die Last, sondern ein Teil durch den Innenwiderstand.
Danke!