Vom Kraftwerk zur Steckdose – Berechnung der Ersatzspannungsquelle

Wie in der letzten Folge gezeigt, lassen sich komplexe Netzwerke häufig auf eine einfache Ersatzspannungsquelle zurückführen.

Deine Aufgabe war dann, ein komplettes Netzwerk, angefangen vom Kraftwerk über Hochspannungsleitungen, Transformatoren bis zur lokalen Hausinstallation zur Steckdose in eine Ersatzspannungsquelle mit Uo und Ri zurückzuführen.

Gegeben waren dabei zwei Messergebnisse.

Zum einen die Leerlaufspannung von 230 V und zum zweiten eine Klemmenspannung von 225 V, wenn die Spannungsquelle mit 20 Ω belastet wird.

Die Lösung der Aufgabe besteht nun im folgenden Vorgehen:

Zunächst einmal wird die Spannung U0 besteht. Sie ist gleich der Leerlaufspannung der realen Spannungsquelle.
Denn: Da im Leerlauf kein Strom fließt, fällt am Innenwiderstand auch keine Spannung ab.

Nun kann der Innenwiderstand berechnet werden.

Bei einer Belastung mit einem Widerstand von 20 Ω fällt an der Klemme eine Spannung von 225 V ab.

Hieraus kann die Stromstärke für diesen Belastungsfall berechnet werden.

Zudem weiß man, dass an dem Innenwiderstand die restliche Spannung abfallen muss. Ui = 230V – 225V = 5V.

Hieraus kann nun der Innenwiderstand berechnet werden. Ri = Ui / I

Im folgenden Video wird die Rechnung noch einmal gezeigt.

Ersatzspannungsquelle Lösung.flv

In der nächsten Folge zeige ich, wie man Schaltungen mit Hilfe ener Ersatzspannungsquelle vereinfachen kann.

Wolfgang Bengfort

Wolfgang Bengfort (Dipl.-Ing. Elektrotechnik) unterrichtet nach 10-jähriger Berufstätigkeit in der freien Wirtschaft seit 2003 die Fächer Elektrotechnik und Informatik an berufsbildenden Schulen.  Er ist Gründer und Betreiber der Elektrotechnik eLearning Plattformen ET-Tutorials und ET-Akademie.

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