Ideale und reale Stromquelle
Formel
Ideale Stromquelle
Eine ideale Stromquelle liefert stets eine konstante Stromstärke. Die zum Liefern dieser Stromstärke nötige Spannung wird abhängig vom Widerstand der Verbrauchers von der Stromquelle automatisch eingeregelt. Der Innenwiderstand einer idealen Stromquelle ist unendlich groß. D.h. jeder in Serie dazu geschaltete Lastwiderstand erhöht den (ohnehin schon unendlich großen) Summenwiderstand nicht weiter.
Aus einer idealen Stromquelle fließt immer ein konstanter Strom IK = I0.
Welche Spannung am Lastwiderstand abfällt, hängt ausschließlich von der Höhe vom Lastwiderstand selbst ab. D.h.: RL steigt → U0 steigt, aber I0 bleibt konstant. Damit würde aber die von der idealen Stromquelle abgegebene Leistung \(P = U_0 \cdot I_0\) ins Unendliche steigen, würde man nur den Lastwiderstand kontinuierlich vergrößern. Es gibt daher keine „ideale“ Stromquelle, es gibt eigentlich auch keine „reale“ Stromquelle.
Reale Stromquelle
Um die Eigenschaften einer realen Stromquelle nachzubilden, schaltet man im Schaltbild einen inneren Widerstand Ri parallel zur Stromquelle.
\({I_L} = {I_k} - \dfrac{U_0}{{{R_i}}}\)
Je größer der Innenwiderstand Ri ist, um so idealer wird die Stromquelle. Stromquellen gibt es eigentlich gar nicht, da in der Praxis immer eine Spannung vorgegeben ist, die dann den Strom „treibt“.
Praktische Ausnahme: Elektroschweißen, dort wird auf einen konstanten Strom Wert gelegt, damit der Lichtbogen beim Schweißen in gleichmäßiger Stärke aufrecht erhalten bleibt.
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Wissenspfad
Zur aktuellen Lerneinheit empfohlenes Vorwissen
Gleichstromkreise | Gleichstromkreise bestehen aus Stromquelle, Stromverbraucher und Leitung. Die Bewegungsrichtung der Ladungsträger ändert sich zeitlich nicht. |
Aktuelle Lerneinheit
Ideale und reale Stromquelle | Eine ideale Stromquelle liefert stets eine konstante Stromstärke |
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Kapazität eines Kondensators | Die Kapazität eines Kondensators hängt von der Geometrie seiner Bauform und den Dielektrizitätskonstanten des Materials zwischen den Platten ab |
Widerstand, Leitwert, Leitfähigkeit | Der spezifische elektrische Widerstand gibt für ein bestimmtes Material an, wie groß dessen Widerstand bei 1m Leitungslänge und einem Leiterquerschnitt von 1 mm² ist |
Elektrische Spannung | Die elektrische Spannung U entspricht der Arbeit W, die zur Verschiebung der Ladung Q erforderlich ist |
Elektrische Stromstärke | Unter elektrischem Strom versteht man die Bewegung von elektrischer Ladung |
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Elektrische Leistung im Gleichstromkreis | Die elektrische Leistung ist das Produkt aus Strom und Spannung |
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Ideale und reale Spannungsquelle | Die Ausgangsspannung einer idealen Spannungsquelle verringert sich bei Belastung nicht |
Parallelschaltung von Widerständen bzw. Stromteiler | Bei einer Parallelschaltung sind alle Widerstände neben einander geschaltet und an ihnen liegt die gleiche Spannung an. |
Serienschaltung von Widerständen bzw. Spannungsteiler | Bei einer Reihenschaltung von Widerständen sind alle Widerstände hinter einander geschaltet und vom gleichen Strom durchflossen. |
Leitungsverluste | Die unerwünschten Leitungsverluste eines elektrischen Netzes steigen quadratisch mit der Stromstärke und linear mit dem Leitungswiderstand. |
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Erster und zweiter kirchhoffscher Satz | Der erste kirchhoffsche Satz beschreibt die Beziehung zwischen den zu- bzw. den abfließenden Strömen an einem Knotenpunkt. |