Elektronik

10 Ersatzquellen

Prof. Dr. Jörg Vollrath

09 Uebung

Übersicht, Lernziele

Ersatzquellen
Zusammenfassen von Quellen
Fotovoltaikzellen

Ziel:

Schrittweises Umwandeln mehrerer Quellen in eine Ersatzquelle.

Quellenumwandlung

Eine reale Spannungsquelle kann in eine reale Stromquelle umgewandelt werden.
Eine reale Stromquelle kann in eine reale Spannungsquelle umgewandelt werden.
Es gilt:

\( U_L = I_K \cdot R_i \)

\( I_K = \frac{U_L}{R_i} = U_L \cdot G_i \)

Das Klemmenverhalten U(I) ist das selbe.

Bsp 1: Quellenumwandlung (1)

Wandeln Sie nebenstehende reale Spannungsquelle in eine Stromquelle um.

Bsp 1: Quellenumwandlung (2)

Wandeln Sie nebenstehende reale Spannungsquelle in eine Stromquelle um.
Die Kennlinien bei verschiedenen Lastwiderständen R3, R4 sehen identisch aus.

Die Simulation zeigt, wie verschiedene Werte für R_L Spannungen und Ströme bewirkjen, die auf einer Gerade zwischen den Punkten P₁(U_L, 0) und P₂(0, I_K) liegen.

Spannungsquellen Reihenschaltung

Bei einer Reihenschaltung zweier realer Spannungsquellen addieren sich die Quellenspannungen und die Innenwiderstände.
\( U = \sum{U_i}\)

\( R = \sum{R_i}\)

Stromquellen Parallelschaltung

Bei einer Parallelschaltung zweier realer Stromquellen addieren sich die Quellenströme und die Innenleitwerte.
\( I = \sum{I_i}\)

\( G = \sum{G_i}\)

Netzwerke

Durch schrittweises Zusammenfassen von Widerständen und realen Quellen, kann man Netzwerke vereinfachen und analysieren.

Teile und Herrsche

Divide et Impera

Bsp 2: Quellenumwandlung (1)

Werkzeuge

Knotengleichung: I = I₁ +I₂
Ohmsches Gesetz: U = I · R
Quellenumwandlung: U_L = I_K · R_I
Parallelschaltung von Widerständen: \( R = \frac{1}{\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} } \)

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