Schulprojekt:Prototypenbau/Elektronik/Ersatzspannungsquelle

Ersatzspannungsquelle

Quelle: Helmholz-Satz

Man kann jedes lineare Netzwerk mit Strom und Spannungsquellen durch eine Ersatzspannungsquelle ersetzen. Die an dieses Netzwerk angeschlossene Last muss nicht linear sein (Z.B. Kondensator, Diode)

Vorgehensweise:

1.) Die Last wird vom Netzwerk getrennt und die Leerlaufspannung U0 ermittelt

$k\mathrm{\Omega }\mathrm{:}=1000\mathrm{\Omega }$, $𝑉1\mathrm{:}=10V$, $𝑅1\mathrm{:}=6k\mathrm{\Omega }$, $𝑅2\mathrm{:}=4k\mathrm{\Omega }$

$I\mathrm{:}=\frac{𝑉1}{𝑅1+𝑅2}=\text{1.000}𝑚𝐴$, $U_0\mathrm{:}=𝑅2\cdot I=\text{4.000}V$

2.) Man schaut aus Richtung der Last auf das Netzwerk, öffnet alle Stromquellen und schließt alle Spannungsquellen kurz.

Datei:Ersatzschaltung1.png

Ein Netzwerk aus Ohmschen Widerständen hat die selbe Lastkennlinie wie ein Spannungserzeuger.

Der Ersatzinnenwiderstand des Netzwerks ist gleich dem Widerstand bei kurzgeschlossener Quelle.

$R_i\mathrm{:}=\frac{𝑅1\cdot 𝑅2}{𝑅1+𝑅2}=\text{2.400}k\mathrm{\Omega }$

Datei:Ersatzschaltung2.png