Spannungsquelle in Stromquelle umwandeln | Lerne Elektronik

🎓Lernmaterial zum Video: go.tfe.academy/21051205
In diesem Video erkläre ich dir, wie du eine reale Spannungsquelle in eine Stromquelle umrechnen kannst, welche Formeln du dafür benötigst und wie das Ersatzschaltbild dafür aussieht.
Außerdem zeige ich dir, dass die Kennlinien für Spannungs- und Stromquellen identisch sind, wenn beide die gleichen Kenngrößen haben.
Und zum Schluss gibt es wie immer eine Zusammenfassung der wichtigsten Punkte aus dem Video. Also - dran bleiben lohnt sich!
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INHALT
2:06 Kennlinie und Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle
3:03 Umrechnen zwischen realen Spannungs- und Stromquellen
6:16 Konvertierung Spannungs- in Stromquelle
7:13 Analyse der Kennlinie einer realen Stromquelle
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LINKS
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ÜBER
Andreas Haja arbeitet als Professor an der Hochschule Emden/Leer und ist seit mehreren Jahren in der Ingenieurausbildung tätig. Ziel seines Kanals “Elektronik & Programmieren” ist es, Theorie und Praxis so zu vermitteln, dass Lernen mit Spaß und Neugierde verbunden ist.
Studieren in den 2020er Jahren kann so viel mehr sein, als die klassische Frontal-Vorlesung der letzten Jahrhunderte!
www.thefearlessengineer.com

[@thevintagehifiambassador8524]

werde bei diesem Kanal die Abonnentenglocke zum ersten Mal seit 10 Jahren betätigen :-)

[@fearlengi]

Das freut mich natürlich. Gerne auch weiterempfehlen. ;)

[@rudiralla9630]

Wie wäre es , wenn man die ganze Folklore aus dem Physikunterricht der Penne komplett über Bord wirft und nicht seltsam zwischen "realen" und "idealen" Quellen unterscheidet, sonder die Quellen nimmt, wie sie sind und eben irgendwie geartete Innenwiderstände platziert?
Dazu sollte mit einem großen Missverständnis aufgeräumt werden: Quellen können Energiequellen, aber auch -senken sein wie z.B. eine Z-Diode oder ein Transistor. Warum taucht das nie auf? Und warum haben diese altertümlichen "realen" und "idealen" Quellen immer nur ohmsche (Innen-)Widerstände?

[@Sarias06]

Was ist das denn??? zeig mir mal wie du eine Z-Diode ohne Stromquelle/Energiequelle betreibst.
Solange du Bauteile brauchtst, die irgend eine energieform brauchen um entsprechend zu arbeiten, können diese nciht wirklich als Quelle herhalten.
Du kannst mit der z-Diode sehr wohl festlegen welcher Strom im Stromkreis nicht überschritten werden darf, und möglichst in der höhe vorhanden bleibt. Aber das wäre nur "Gedacht" eine quelle. Real betrtachtet ist das einfach ein haufen nichts, das ohne energiequelle absolut nutzlos ine ienr nutzlosen schaltung (da energie fehlt) vorhanden ist.
Warum hat Real und Ideal immer ein wiederstand?
Weil das Ohmische Gesetz besagr:
U durch R = I
U durch I = R
R mal I = U
Daraus ergeben sich um es mal zu veranschaulischen verschiedene sagen wir mal "Potenziale".
Ohne eine Passende Differenz, hast du einfach nur Strom. Ohne Spannung kann also nichts Betrieben werden. Wenn du nur Spannung hast aber keinen Strom, bringt dir auch die beste Schaltung nichts.
Das wiederum geht Tiefer in die Atome etc.
Fakt sit, durch die "Trennung" von Spreu und Weizen, erzielt man das was man haben will. Passende Spannung und Passenden Strom.
Nur der Fluss von Neutronen und protonen deren menge etc. sind dafür verantwortlich das wir ein Potenzial utnerschied haben können. Wenn wir diese nicht trennen, und geregelt auf einander knallen lassen, können wir uns deren Energie nicht zu nutze machen. (zumindestens nicht mit heutigen mitteln) allenfalls in der Wissenschafft, wo mit der Forschung als solches gearbeitet wird. Jedoch unmöglich zum Betrieben von LED etc. (Und ja, LED erzeugt auch je nach Strom,Spannung etc. einen eigenen änderbaren wiederstand.
Ideal deshalb, weil das die Optimalen Vorraussetzungen sind, um etwas optimal zu betreiben. Ohne verluste und mit der Möglichkeit mehr energie raus zu bekommen (am verbraucher) als man rein steckt.
Die Realität aber lässt uns das nicht machen. Sie Zeigt uns ganz klare grenzen auf. Und dazu zählen nicht nur Tolleranzen der Bauelemente, sondern auch die Typische umwandlung von energie in wärme, bei uns bekannt als verlust leistung, weil die Abwärme in der regel bei kleinen schaltungen so gering ist, das sie für uns nicht weiter nutzbar sind, und wir sie daher an der luft einfach nur verpuffen lassen können.
Ideal sit also gut um eine Himmelsrichtung zu bestimmen.
Real ist das was tatsächlich nur geht.
Das was tatsächlich nur geht, kann man aber stetig weiter verbesern, und sich dem ideal annähern, diesen aber niemals erreichen.

[@rudiralla9630]

@@Sarias06, oh je. Du hast keine Ahnung von Quellen in der Elektrotechnik und lässt es andere also wissen.
Ich weiß nicht, was man dir beibrachte, Elektrotechnik war's jedenfalls nicht. Zu deiner Ehrenrettung nehme ich an, dass du wie ich auch Opfer eines Physikunterrichts bist, bei dem leider die Quellen der Elektrotechnik fast völlig "vergessen" werden, die sind dabei aber wirklich grundlegend wie Maschen- und Knotenregel, nicht aber das "heilige" Ohmsche Gesetz, das als Spezialfall eben nur für ohmsche Widerstände gilt. Daher für dich die Aufklärung:
- Bei einer Spannungsquelle hängt die Spannung nicht vom Strom ab und
- bei einer Stromquelle hängt der Strom nicht von der Spannung an.
Wichtig: das hat nichts mit der Tatsache zu tun, dass manche Quellen elektrisch Energie liefern und manche eben schlucken.
Falls du wissen willst, ab eine Quelle Energie liefert oder schluckt, musst du auf die Pfeilung achten:
- wo Strom und Spannung in die gleiche Richtung zeigen, ist ein Verbraucher,
- wo entgegengesetzt, ein Generator.
Das nennt sich "Verbraucherpfeilsystem" und löste vor über 100 Jahren das Generatorpfeilsystem ab. Manch alter Zopf wurde dabei nicht abgeschnitten wie das selten dämliche "physikalische" und "technische" Stromrichtung, ein rein deutsches Artefakt oder das blöde Minuszeichen beim Induktionsgesetz via Flussänderung dümmlich als Lenzsche Regel und Energieerhaltung interperetiert.
Du hast mit viel Geschwurbel deine Unkenntnis aufgezeigt, dabei ist die Geschichte so einfach. Man muss es nur annehmen.
Hast du die vier Punkte verstanden? Wenn nicht, lass es mich wissen. Vielleicht machen wir aus dir auch noch einen anständigen Elektrotechniker.
Noch etwa: beantworte dir persönlich einmal die Frage, was elektrischer Strom überhaupt ist!

[@Sarias06]

@@rudiralla9630 hmm ehrlich gesagt keine ahnung was du mir damit sagen wolltest. Aber ich hatte recht.... ich habe aus guten grund nicht verstanden wieso ich die Ausbildung zum elektroniker für geräte und systeme bei der IHK bestehen konnte......
Physikalische und Technische Stromrichtung kann schon hier und da Richtig sein beimBerechnen.
Natürlich Fließt der Strom bei Wehcsel Spannung etwas anders als bei Gleichspannung und ja die Induktivi tät tikt auch noch mal etwas anders.
Aber Grundsätzlich geht man in "Berechnungen" erstmal von dem aus was man hat. bei gleichspannung eine richtung, bei allem anderen halt mit den komplizierten dingen.
Bisher hatte ich damit keine Probleme und die IHK Abschlussprüfungen scheinen mir recht gegeben zu haben...... (auch wenn ich mich durchfallen lassen hätte).

[@rudiralla9630]

@@Sarias06, ich bilde Elektroniker für Geräte und Systeme seit über 20 Jahren erfolgreich aus und wer bei mir war, kennt elektrische Quellen. Deine Lehrer hatten's wohl nicht drauf. Morgen bin ich übrigens als IHK-Prüfer tätig. Mein Schüler hatte einen Schnitt von 1,1 beim Abschluss, der beste der ganzen Elektrofraktion.

[@rudiralla9630]

@@Sarias06, noch was. Sieh dir den Beitrag dazu auf Wikipedia an. Vielleicht wirst du erkennen, dass LED Spannungsquellen sind und deshalb am besten mit Stromquellen betrieben werde. Ja, es gibt Schaltnetzteile die Strom liefern, passend zur LED.
Wie hat man dir den Transistor als Verstärker beigebracht? Richtig als stromgesteuerte Stromquelle (bipolar) bzw. spannungsgesteuerte Stromquelle (unipolar)? Als dein Beruf noch Industrieelektroniker hieß, stand im Bildungsplan: "Transistor als steuerbaren Widerstand erklären". So ein Blödsinn!

[@Sarias06]

Irgendwie passen die zwei Schaltbilder nicht zusammen... im ersten bild zeigst du eine Parallel schaltung von 5 ohm und 50 ohm, und parallel ist der gesamt widerstand niedriger als der geringste einzel wieder stand. das heißt du wärst bei wahrscheinlich 4,54 Ohm.
Beim Zweiten Bild zeigst du eine Reihen schlatung als r + r = Rgesamt. demnach 5 ohm + 50 Ohm = 55 Ohm.
Bedeutet
4,54 Ohm mal 1 A = 45,4 Volt
55 ohm mal 1A = 55 Volt
Da du aber von 5,25 Volt ausgehst ergibt sich daraus:
5,25 Volt durch 4,54 Ohm = 1,1563 Ampere
5,25 Volt durch 55 Ohm = 0,09554 A = 95,54mA
(ja zwischen 5 udn 50 ohm gibts ein geringes Spannungspotenzial, und ein höherer Strom fließt, aber ob an der stelle wie eingezeichnet nun die 90,91 mA raus kommen konnte ich nciht nachvollziehen. Ich komme da auf eien Spannung von 0,477Volt abfall also 5,25 minus 0,4777 Volt = 4,7723 Volt. 4,7723 Volt durch 5 Ohm = 0,95446A
4,7723 Volt durch 50 Ohm = 0,095446 A = 95,446 mA. also ich drehe mich im kreis. Wenn ich die ströme zusammen rechne komme ich auf 1,049906 A im Kurzschlussfall. Aber diese 90,91 mA erreiche ich einfach nicht. Außer ich rechne anders als in der Grafik mit dem unten berechneten 5 Volt. Dann gehts wieder auf.
Also alles in allem sehr verwirrend, wenn das eine mit dfem anderen nicht zusammenpasst >-<
du rechnest aber mit 90,91mA also:
4,54 Ohm mal 90,91mA = 0,4127314 Volt (Gesammt Spannung im Parallerlkreis) Logisch da nahe am Kurzschluss.
55 Ohm mal 90,91mA = 5,00005 Volt (Gesamt Spannung) im schaltkreis der Reihenschaltung.
Bedeutet aber auch, das deine Grafiken irgendwie zu dem thema wenig einleuchtend sind.
Die verhältnisse sind zu Gravierend abweichend, als das man es als beispiel hernehmen kann.
Also aus meiner Sicht und mit meinem Verständnis komme da nicht wirklich mit. Vielleicht muss ich mich auch einfach von Parallel udn Reihenschaltung etc. in diesem beispiel verabschieden. Aber ein Aufbau nach der Methode könnte nunmal unerwünschte Effekte beeinhalten, weshalb dieses beispiel doch eher Suboptimal gewählt ist oder?