Hochschule Kempten      
Fakultät Elektrotechnik      
GET2       Fachgebiet Elektronik, Prof. Vollrath      

Grundlagen Elektrotechnik 2 (GET2)

7 Ersatzquellen

Prof. Dr. Jörg Vollrath


06 Komplexe lineare Zweipole



Video GET2 01 Einführung kompakt

Video der 19. Vorlesung 8.6.2021


Länge: 1:22:04
0:0:0 Evaluierung

0:0:0 Differenzverstärker

0:2:0 Eingangs und Ausgangswiderstand

Rückblick und Heute


  • Komplexer Widerstand und Leitwert
    • Z = R + j X Y = G + j B
    • Blindwiderstand X, Blindleitwert B
  • Umrechnung
    Konjugiert komplex erweitern
  • Lineare passive Zweipole


  • Ideale und lineare aktive Zweipole
    • Ersatzquellen
  • Beispiele, Zeigerdiagramm
  • SPICE Simulation
  • Leistung




Ideale Sinusquelle


  • Ideale Sinusspannungsquelle
    • Effektivwert
    • Nullphasenwinkel
    • Frequenz
    • Leerlaufspannung
    • Kein Kurzschlussbetrieb

  • Ideale Sinusstromquelle
    • Effektivwert
    • Nullphasenwinkel
    • Frequenz
    • Kurzschlussstrom
    • Kein Leerlaufbetrieb

  • Eine Quelle φu = 0, φi = 0
  • Erzwungene Schwingung (forced oscillation)





Beispiel


Eine ideale Sinusspannungsquelle mit der Quellenspannung Uq = 10 V /0° wird mit dem komplexen Widerstand Z = 4 Ω /-60° belastet. Wir wollen die Ströme im passiven sowie im aktiven Zweipol berechnen und sämtliche Sinusgrößen im Zeigerdiagramm darstellen.


Lineare Sinusquelle


  • Die Reihenschaltung aus idealer Spannungsquelle und einem linearen Zweipol hat einen endlichen Kurzschlussstrom.
    • Der Zusammenhang zwischen Quellengröße und dem Kurzschlussstrom lässt sich durch eine lineare Gleichung oder Differenzialgleichung beschreiben.
  • Die Parallelschaltung aus einer idealen Stromquelle und einem linearen Zweipol hat eine endliche Leerlaufspannung





Lineare Ersatzquelle




Beispiel



Die Reihenschaltung aus einer idealen Spannungsquelle Uq = 24 V /0° und einem Zweipol Zi = 4 kΩ /60° bildet eine lineare Spannungsquelle nach folgendem Bild. Wir wollen Leerlaufspannung und Kurzschlussstrom berechnen und die Daten für die äquivalente Ersatzstromquelle bestimmen.


Demo SPICE


ErsatzQuelle02.asc

Achtung
Richtungen
Stromrichtung
Quellen
Verbraucher

Einschwingvorgang



Beispiel Ersatzquelle


Geben Sie die Ersatzquellen (Strom, Spannung) zu folgender Schaltung an: \( \underline{U}_q = 10 V \underline{/ 0°}; \)
\( \underline{Z}_1 = 100 \Omega + j 20 \Omega; \)
\( \underline{Z}_2 = 50 \Omega - j 40 \Omega; \)






Praxisbezug

Das 230V Versorgungsnetz kann für geringe Belastung als ideale Spannungsquelle angesehen werden. (Starres Netz)

Schließt man ans 230V Netz einen linearen Verbraucher hoher Leistung an, so können sich Effektivwert und Nullphasenwinkel der Netzspannung ändern. Sinusform und Frequenz ändern sich praktisch nicht. (Lineare Spannungsquelle)

Zusammenfassung und nächstes Mal

08 Leistung