Gleichstrom 2
Primär geht es um die Reihenschaltung und den Spannungsteiler, außerdem werden der Kurzschlussstrom, sowie die Leerlaufspannung behandelt.
Primär geht es um die Reihenschaltung und den Spannungsteiler, außerdem werden der Kurzschlussstrom, sowie die Leerlaufspannung behandelt.
Die Spannung und umgesetzte Energie in einer Reihenschaltung ist gleich 0
\(\displaystyle\sum_{i=1}^{3} = W_i =0\)
\(-Q \cdot U_q + Q \cdot U + Q \cdot U_i = 0\\-U_q + U + U_i = 0\)
Aus welchen Bestandteilen setzt sich die Quellenspannung Uq bei Anschluss eines Widerstands Ra zusammen?
0 < Rα < unendlich
\(U_q = I \cdot R_a + I \cdot R_i\)
\(U_q = I (R_a + R_i)\)
\(I = \frac{U_q}{R_a + R_i}\)
Kurzschlussstrom
\(R_a = 0 ; \ U = 0 \ \text{(Klemmspannung)}\)
\(I_k = \frac{U_q}{R_i}\)
Leerlauf
\(R_a = \infty;\ I = 0\)
\(U_l = U_q\)
Was ist unter "Anpassung" in bezug auf den Widerstand Ra und Ri gemeint?
Die Anpassung wäre das Ra = Ri gesetzt wird. Dann gilt nämlich Ri = 1/2 Ik und die Klemmspannung U = 1/2 Ul
Kennlinien des Grundstromkreises
Kennlinie des aktiven Zweipols des Grundstromkreises
Das Verbraucherzählpfeilsystem
Im Verbraucherzählpfeilsystem (VZS-System) werden die im Verbraucher (Widerstand) definierten Strom- und Spannungsrichtungen zugrunde gelegt:
Zur Ermittlung der Spannungsgleichung in einem unverzweigten Stromkreis wird der Umlauf in Richtung des Stromzählpfeils festgelegt. Dann gehen die Spannungen an Widerständen positiv in die Spannungsgleichung ein, weil Strom und Spannung in gleicher Richtung liegen. Die Spannungen an Spannungsquellen werden negativ berücksichtigt, weil Strom und Spannung entgegengesetzt gerichtet sind.
Klemmenspannung U
\(U = I (R_1 + R_2 + \dots + R_n) = I \cdot \displaystyle\sum_{v = 1}^n \cdot R_v\)
Rv dargestellt durch den Leitwert G
\(R_v = \frac{1}{G_v} ;\ v= 1, 2...,n\)
Was ist ein Potentiometer?
Ein Potentiometer ist ein Spannungsteiler mit variablen Abgriff (Schleifer), das heißt, die Größen der in Reihe geschalteten Widerstände innerhalb des Potentiometers können variabel gewählt werden.
Spannungsteiler
\(U = U_1 + U_2 = I \cdot R_1 + I \cdot R_2\)
Spannungsteilerregel
\(\frac{U_1}{U_2} = \frac{R_1}{R_2} \ \text{und} \ \frac{U_1}{U}= \frac{R_1}{R_1 + R_2}= \frac{R_1}{R}\)
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Die Spannung und umgesetzte Energie in einer Reihenschaltung ist gleich 0
\(\displaystyle\sum_{i=1}^{3} = W_i =0\)
\(-Q \cdot U_q + Q \cdot U + Q \cdot U_i = 0\\-U_q + U + U_i = 0\)
Aus welchen Bestandteilen setzt sich die Quellenspannung Uq bei Anschluss eines Widerstands Ra zusammen?
0 < Rα < unendlich
\(U_q = I \cdot R_a + I \cdot R_i\)
\(U_q = I (R_a + R_i)\)
\(I = \frac{U_q}{R_a + R_i}\)
Kurzschlussstrom
\(R_a = 0 ; \ U = 0 \ \text{(Klemmspannung)}\)
\(I_k = \frac{U_q}{R_i}\)
Leerlauf
\(R_a = \infty;\ I = 0\)
\(U_l = U_q\)
Was ist unter "Anpassung" in bezug auf den Widerstand Ra und Ri gemeint?
Die Anpassung wäre das Ra = Ri gesetzt wird. Dann gilt nämlich Ri = 1/2 Ik und die Klemmspannung U = 1/2 Ul
Kennlinien des Grundstromkreises
Kennlinie des aktiven Zweipols des Grundstromkreises
Das Verbraucherzählpfeilsystem
Im Verbraucherzählpfeilsystem (VZS-System) werden die im Verbraucher (Widerstand) definierten Strom- und Spannungsrichtungen zugrunde gelegt:
Zur Ermittlung der Spannungsgleichung in einem unverzweigten Stromkreis wird der Umlauf in Richtung des Stromzählpfeils festgelegt. Dann gehen die Spannungen an Widerständen positiv in die Spannungsgleichung ein, weil Strom und Spannung in gleicher Richtung liegen. Die Spannungen an Spannungsquellen werden negativ berücksichtigt, weil Strom und Spannung entgegengesetzt gerichtet sind.
Klemmenspannung U
\(U = I (R_1 + R_2 + \dots + R_n) = I \cdot \displaystyle\sum_{v = 1}^n \cdot R_v\)
Rv dargestellt durch den Leitwert G
\(R_v = \frac{1}{G_v} ;\ v= 1, 2...,n\)
Was ist ein Potentiometer?
Ein Potentiometer ist ein Spannungsteiler mit variablen Abgriff (Schleifer), das heißt, die Größen der in Reihe geschalteten Widerstände innerhalb des Potentiometers können variabel gewählt werden.
Spannungsteiler
\(U = U_1 + U_2 = I \cdot R_1 + I \cdot R_2\)
Spannungsteilerregel
\(\frac{U_1}{U_2} = \frac{R_1}{R_2} \ \text{und} \ \frac{U_1}{U}= \frac{R_1}{R_1 + R_2}= \frac{R_1}{R}\)
