Elektronik für Physiker - Physik-Institut
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KAPITEL 1. STROM, SPANNUNG, WIDERSTAND 16<br />
+<br />
U0<br />
-<br />
R i<br />
U K<br />
UK<br />
Leerlaufspannung<br />
Kurzschlussstrom<br />
I<br />
Die Ausgangsspannung UK nimmt nach dem ohm’schen Gesetz linear mit dem Strom<br />
ab: UK = U0 −RiI. Den Zusammenhang zwischen Strom und Spannung an einer Quelle<br />
nennt man allgemein die Ausgangskennlinie, die <strong>für</strong> unsere Spannungsquelle im rechten<br />
Bild skizziert ist. Bei Kurzschluss, d.h. bei UK = 0, fliesst der Kurzschlussstrom<br />
Ik = U0/Ri. Eine Spannungsquelle nennt man niederohmig (resp. hochohmig), wenn ihr<br />
Innenwiderstand Ri klein (resp. gross) ist. Fliesst kein Strom, spricht man von Leerlauf,<br />
dann wird UK = U0.<br />
Lineare Stromquellen haben einen Innenwiderstand, der parallel zur Stromquelle<br />
liegt:<br />
Iq<br />
R i<br />
I<br />
Kurzschluss<br />
Leerlauf<br />
Der Ausgangsstrom nimmt bei höherer Spannung ab, da nun ein immer gröserer<br />
Teil des Stromes durch den Innenwiderstand fliesst. Es ergibt sich ebenfalls eine lineare<br />
Kennlinie. Im Kurzschluss fliesst der Quellenstrom Iq, im Leerlauf beträgt die Spannung<br />
U = IqRi. Eine gute Stromquelle ist besonders hochohmig.<br />
Da die beiden Kennlinien beide linear sind, kann man deren Ersatzschaltbilder<br />
durcheinander ersetzen: Eine Stromquelle Iq mit Innenwiderstand Ri ist identisch zu<br />
einer Spannungsquelle mit Leerlaufspannung U0 = IqRi und gleichem (!) Innenwiderstand<br />
Ri.<br />
Praktische Spannungs- bzw. Stromquellen haben höchstens in einem eingeschränkten<br />
Bereich der Ausgangskennlinie eine lineare Charakteristik. Das Ausgangssi-<br />
U
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