Vom Kraftwerk bis zur Steckdose in einer Ersatzspannungsquelle

Real vorkommende Spannungsquellen haben einen sehr komplizierten Aufbau.

Oft kommen hier Komponenten ins Spiel, wie Übergangswiderstände, unbekannte Leitungslängen, …

Sehr häufig kann man aber die komplizierten realen Verhältnisse auf eine einfach aufgebaute reale Spannungsquelle, also mit Leerlaufspannung U0 und Innenwiderstand Ri zurückführen.

Anschließend kann man, wie im Video zu den realen Spannungsquellen gesehen, errechnen, welche Klemmenspannung bei welcher Belastung zu erwarten ist.

Das heutige Video dreht sich um dieses Prinzip.

Dieser Artikel ist Teil einer Artikelserie zum Thema Ersatzspannungsquelle. Über den Link findest Du weitere Videos zum Thema.

Bevor die Spannung an der Steckdose zur Verfügung gestellt werden kann, sind im Vorfeld verschiedene Komponenten im Einsatz.

Dies ist beispielsweise das Kraftwerk, dessen genauer Aufbau unbekannt ist. Leitungen, deren Parameter, wie Länge, Querschnitt, usw. unbekannt ist. Transformatoren, deren Kennzahlen man nicht kennt. Die Hausverkabelung, die wir im Detail auch nicht kennen, und so weiter…

Glücklicherweise muss man nun NICHT hingehen und versuchen, die einzelnen Komponenten einzeln zu berechnen und sich beispielsweise vom Betreiber des Kraftwerks die kompletten elektrischen Planungsunterlagen schicken lassen um dann mit Hilfe der Schaltungsunterlagen der anderen Komponenten einen umfangreichen Schaltplan zu erstellen. Nur um dann auszurechnen, welcher Strom durch eine Glühlampe fließt.

Dieser Weg ist nicht nötig.

Stattdessen ermitteln man durch Messung die Leerlaufspannung U0 und den Innenwiderstand Ri und kann hat damit die komplexe Struktur auf eine einfache reale Spannungsquelle zurückgeführt.

Video zur Ersatzspannungsquelle

Wie das aussieht, zeige ich im folgenden Video

Deine Übungsaufgabe zur Ersatzspannungsquelle

Wie im Video gezeigt, soll eine Messung an der Steckdose folgende Ergebnisse liefern:

Eine Messung im Leerlauf, also ohne Lastwiderstand ergibt U0 = 230 V.

Bei Belastung mit RL = 20 Ω wir eine Spannung UL=225 V gemessen.

Deine Aufgabe ist es den Innenwiderstand Ri zu bestimmen.

In der nächten Folge zeige ich die Berechnung des Innenwiderstandes.