Anfängerfragen zu Spannungsquellen

[mocc87 (Gast)]

Guten Abend!


Wollte einige Missverständnisse bei den Grundlagen aus dem Weg räumen.

1. Frage:

Lineare reale Spannungsquellen werden in der Netzwerktheorie allgemein 
wie in (1) dargestellt. Wenn ich das wie in (2) zeichnen würde, dann 
wäre es doch nicht dasselbe, oder? Bei (1) liegt am Widerstand unten das 
positive Potential der Spannungsquelle an und bei (2) liegt es auf 
Masse. Ist das richtig?

2. Frage:

Wenn ich Spannungsquellen mit unterschiedlicher Urspannung parallel 
schalte, wie kann ich mir das praktisch erklären, warum sich dort dann 
ein ganz anderes Potential einstellt? Ich kann sie ja zu einer 
Stromquelle umwandeln, die Innenwiderstände parallel zusammenfassen und 
dann als Ersatzspannungsquelle und als Ersatzinnenwiderstand darstellen.

Ist das nur in der Theorie möglich oder auch in der Praxis? Fließen 
Ausgleichsströme zwischen den Quellen oder wie kommt das zustande?

Vielen Dank im Voraus.

[Peter R. (pnu)]

mocc87 schrieb:
> Lineare reale Spannungsquellen werden in der Netzwerktheorie allgemein
> wie in (1) dargestellt. Wenn ich das wie in (2) zeichnen würde, dann
> wäre es doch nicht dasselbe, oder? Bei (1) liegt am Widerstand unten das
> positive Potential der Spannungsquelle an und bei (2) liegt es auf
> Masse. Ist das richtig?

Bei der Netzwerktheorie ist die Reihenfolge zweier Elemente in einem 
Strompfad ohne Abzweigung ganz egal. Fall 1 ist völlig gleichwertig zu 
Fall 2.

mocc87 schrieb:
> Wenn ich Spannungsquellen mit unterschiedlicher Urspannung parallel
> schalte, wie kann ich mir das praktisch erklären, warum sich dort dann
> ein ganz anderes Potential einstellt? Ich kann sie ja zu einer
> Stromquelle umwandeln, die Innenwiderstände parallel zusammenfassen und
> dann als Ersatzspannungsquelle und als Ersatzinnenwiderstand darstelle

Es gibt einfach eine Spannungsteilung, die Differenzspannung wird durch 
r1,r2 aufgeteilt. Die Ersatzspannungsquelle liefert eine black-box, die 
das Verhalten zwischen ihren beiden Klemmen beschreibt, sich aber um den 
Ausgleichsstrom (U1-U2)/ (R1+R2) überhaupt nicht kümmert.

In der Praxis spielt der Ausgleichsstrom oft eine große Rolle. Die 
Ersatzspannungsquelle ist eine Rechenhilfe und vereinfacht das System 
U1,U2,R1,U1 zu einem nur theoretisch bestehenden System aus U0 und Ri, 
hat aber dann mit dem real existierenden Ausgleichsstrom nichts zu tun.

[mocc87 (Gast)]

Danke für Deine schnelle Antwort!

Auch wenn es in der Netzwerktheorie keine große Rolle spielt, war meine 
"Analyse" richtig, was die Potentiale betrifft?

Zu der zweiten Frage: Wie meinst Du das genau mit der 
Spannungsaufteilung. Die Widerstände sind doch "eigentlich parallel" 
geschaltet.

[mocc87 (Gast)]

Ach ... selbstverständlich sind sie nicht parallel geschaltet. Da wird 
auch nichts abgegriffen. Und selbst wenn ich eine Last anschließe, dann 
muss ich die Quelle doch als aktiven Zweipol für sich betrachten. Was 
für mich wichtig ist: In der Praxis stellt sich dann aber ein anderes 
Potential oben aufgrund von Ausgleichsströmen ein? Wenn ich das schon 
sicher wüsste, wäre ich zufrieden :)

[Axel S. (a-za-z0-9)]

mocc87 schrieb:
> Auch wenn es in der Netzwerktheorie keine große Rolle spielt, war meine
> "Analyse" richtig, was die Potentiale betrifft?

Nein.

Das ist eine ERSATZSCHALTUNG. Nicht nur daß der Innenwiderstand gar 
nicht als einzelnes Bauteil existiert, auch der Verbindungspunkt 
zwischen Spannungsquelle und Innenwiderstand existiert nicht (oder ist 
zumindest nicht zugänglich). Die Spannungsquelle als ganzes ist ein 
Zweipol. Eine Blackbox. Ob der Innenwiderstand oben oder unten ist, oder 
zweigeteilt oben und unten - all das spielt für das Verhalten dieses 
Zweipols überhaupt keine Rolle.

> Zu der zweiten Frage: Wie meinst Du das genau mit der
> Spannungsaufteilung. Die Widerstände sind doch "eigentlich parallel"
> geschaltet.

Nein.

Wenn du das nicht siehst, dann zeichne es halt anders:

            Ux 
            |
   o--[R1]--*--[R2]--o
U1                     U2
   o--------*--------o
           _|_

Die Widerstände sind in Reihe zwischen die beiden Spannungsquellen 
geschaltet. Und wenn die Spannungen unterschiedlich sind, dann fließt da 
ein Strom. Aus der einen Spannungsquelle heraus und in die andere 
hinein. Mann kann diesen Strom "Ausgleichstrom" nennen. Aber in der 
Netztheorie ist es einfach nur ein Strom.

Die Spannung Ux kann man einfach ausrechnen, weil R1 und R2 einen 
Spannungsteiler für die Differenzspannung bilden.

[N. B. (saint1234)]

Hallo,

falls du das Superpositionsprinzip kennst, kannst du es damit lösen.

Eine Spannungsquelle wird zum Kurzschluss.

D.h.

U2 als Kurzschluss:

U_out1 = U1* (R2/(R1+R2))

U1 als Kurzschluss:

U_out2 = U2* (R1/(R1+R2))

U_out_gesamt = U_out1+U_out2

Um den Ersatzwiderstand zu bekommen schließt du beide Quellen Kurz und 
schaust von den Klemmen aus in die Schaltung.

Der Ersatzwiderstand wäre dann R_ersatz = R1*R2 / R1+R2

Gruß

[Georg (Gast)]

Zum Superpositionsprinzip ist dieses Video interessant:

http://et-tutorials.de/5154/uberlagerungsverfahren-zur-berechnug-der-stromstarke-durch-ein-starthilfekabel-losung/