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elektrotechnik_1:lineare_quellen_und_zweipole [2020/11/13 11:36] tfischer Simulation "Kennlinien der Quelle und des Verbrauchers" verbessert (Darstellung synchronisiert) |
elektrotechnik_1:lineare_quellen_und_zweipole [2021/10/03 01:00] tfischer |
<imgcaption BildNr2 | Batteriemodell mit Lastwiderstand> | <imgcaption BildNr2 | Batteriemodell mit Lastwiderstand> |
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<imgcaption BildNr4 | Ersatzschaltbilder von linearen Quellen> | <imgcaption BildNr4 | Ersatzschaltbilder von linearen Quellen> |
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</WRAP> | </WRAP> |
==== Lineare Spannungsquelle ==== | ==== Lineare Spannungsquelle ==== |
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Die lineare Spannungsquelle besteht aus einer Reihenschaltung einer idealen Spannungsquelle mit der Quellspannung $U_0$ (englisch: EMF für Elektro-Magnetic-Force) und dem Innenwiderstand $R_i$. | Die lineare Spannungsquelle besteht aus einer Reihenschaltung einer idealen Spannungsquelle mit der Quellspannung $U_0$ (englisch: EMF für ElektroMotive Force) und dem Innenwiderstand $R_i$. |
Zur Ermittlung der Spannung außerhalb des aktiven Zweipols lässt sich das System als Spannungsteiler betrachten. Dabei gilt: | Zur Ermittlung der Spannung außerhalb des aktiven Zweipols lässt sich das System als Spannungsteiler betrachten. Dabei gilt: |
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<imgcaption BildNr5 | Kennlinien der Quelle und des Verbrauchers> | <imgcaption BildNr5 | Kennlinien der Quelle und des Verbrauchers> |
</imgcaption> \\ | </imgcaption> \\ |
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</WRAP></WRAP></panel> | </WRAP></WRAP></panel> |
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| {{page>aufgabe_3.1.3_mit_rechnung&nofooter}} |
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===== 3.2 Umwandlung beliebiger linearer Zweipole ===== | ===== 3.2 Umwandlung beliebiger linearer Zweipole ===== |
<imgcaption BildNr7 | Widerstand von linearen Quellen> | <imgcaption BildNr7 | Widerstand von linearen Quellen> |
</imgcaption> \\ | </imgcaption> \\ |
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<imgcaption BildNr63 | Ersatzspannungs- und -stromquelle> | <imgcaption BildNr63 | Ersatzspannungs- und -stromquelle> |
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</WRAP> | </WRAP> |
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* als eine einzelne, lineare Spannungsquelle \\ ({{wpde>Thévenin-Theorem}}) oder | * als eine einzelne, lineare Spannungsquelle \\ ({{wpde>Thévenin-Theorem}}) oder |
* als eine einzelne, lineare Stromquelle \\ ({{wpde>Norton-Theorem}}) | * als eine einzelne, lineare Stromquelle \\ ({{wpde>Norton-Theorem}}) |
darstellen (siehe <imgref BildNr63>). | darstellen. |
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| In <imgref BildNr63> ist zu sehen, dass die drei Schaltungen bei gleicher Last das gleiche Resultat (Spannung / Strom) liefern. Dies gilt auch, wenn statt der Last eine (Wechselspannungs)Quelle genutzt wird. |
</callout> | </callout> |
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<imgcaption BildNr13 | Leistungsanpassung> | <imgcaption BildNr13 | Leistungsanpassung> |
</imgcaption> \\ | </imgcaption> \\ |
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- Wird der Verbraucherwiderstand hochohmig $R_L\rightarrow\infty$, so fließt zwar immer weniger Strom, aber immer mehr Spannung fällt am Verbraucher ab. Damit steigt der Wirkungsgrad und nähert sich $100\%$ für $R_L\rightarrow\infty$. | - Wird der Verbraucherwiderstand hochohmig $R_L\rightarrow\infty$, so fließt zwar immer weniger Strom, aber immer mehr Spannung fällt am Verbraucher ab. Damit steigt der Wirkungsgrad und nähert sich $100\%$ für $R_L\rightarrow\infty$. |
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Der ganze Zusammenhang kann in einer [[https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCAMB0mQrFaB2AzADgJwIGyU1qpDvBPOiIgCyoBQAbiALSY4gBMVkzr4VVUQV0qDuMeLQDuIKhTD8QveQMi0ATorbLwePivBxV09pDkLO3bao2oT4ZG1vcLgsHCkgnHZOw6nvvkY6zj46AVAeLGzsoVEcwtYc6GYCLlZIhmC07GC+NL44AvwUYp5+hnAAVAAUAIZMAEYAlDUNTADGTR4uhTK2IL1BXtoYAlYeXjG+o+FB+Rycfb65JbQA5pTsFLzwW+C5ESbImxS9uxSyMiAACgD6ADLdwmAHaQpBPanPB0PoArwzcbSebsRYg0KqBrMFb7ZbITAcAgRKEmCj9eCYCBgQa0AAeCwMyxwWIQVzAFAAygAHWoAO1pAFdaWsAM4ARwZAFMADbczl4hapbjwSDHdioMkUe6cgCWLIALkzWQBbTksllKgA6LNqyu1ADVOWoGmpagz2gALI3dfzabGWd42ihTYKzWhUzx-PSe1KhCBiCZ2EZBhwRVDIbhEMYKYYKf0RaSTYSTCETL28ea8X6+vL9F2qfGgkDoNihrCSkDcmW0zm1NT8-E4aLEEDIZ34CsAVQF6F8OV8yQ4YGo4ECApeYz97C0yBH5JAACVx0R7HJ+uSIGNfDKBVtoi9Ec75BWl-iiM5sZ4WzkEVuQI9Cxj9tFkFiwLfwBRT94JblnOgsXFMlfApbpBxGSBoxUAVUCfXtPFfYs5wobsz0QksEIRcs71A-EuGOd8LjACUTE3Ud7xgzBfyomRSXfNgxhQmC3FHaZL1yOdfAfK9f0vIg5HfCsAEk0wEOJ5jiVRw24Jh13eb14wLQVoVCeAcF8JhsQ-edpTlRVmRZVV1S1HVaW1AATI1tWqGVLNqPlaSabUAEUuV5fkUX8TTdAxCAmD2VQjhOaE9nOaEFAEO5nPWYK4jCph0ADaRLxdS8mBxaRZI0gEvUkyJEpCi5+k0gLsgOCSYWKaFMECMoTAqSAanqZomo6LoNCy70EodfQYEySIlAUbrvSCYaSooYagWYOSxOKrMPBS2JeHzDwJN6NKMtcCKUkOA4cFiF4CkHTTQ2cEAGgAejqTUqT6sAug2BwJoKp7mEuIJ4phfaNJhIJvsKgYDp+Dwwt6f7NvBgR-uGwLRVbHAJsO1tcqRgROXlWpaChQoZPtVtMARfzVkbKg-LAdDUDJhGKwAdRlNQAGslRZNZTUstRlRleV5W5JVaAAezKQYZGxPJoAJiXJalzBOW88BZfJwRpk8AXWyxIR8BKaB1MQGB1d8RC6EF3ZwA1pFdegCA+3AXXaAwK5LDgWinfuWoFUkWyjQVOlzO1BcHloIA|ausführlichen Simulation]] nochmals analysiert werden. | Der ganze Zusammenhang kann in einer [[https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?running=false&ctz=CQAgjCAMB0mQrFaB2AzADgJwIGyU1qpDvBPOiIgCyoBQAbiALSY4gBMVkzr4VVUQV0qDuMeLQDuIKhTD8QveQMi0ATorbLwePivBxV09pDkLO3bao2oT4ZG1vcLgsHCkgnHZOw6nvvkY6zj46AVAeLGzsoVEcwtYc6GYCLlZIhmC07GC+NL44AvwUYp5+hnAAVAAUAIZMAEYAlDUNTADGTR4uhTK2IL1BXtoYAlYeXjG+o+FB+Rycfb65JbQA5pTsFLzwW+C5ESbImxS9uxSyMiAACgD6ADLdwmAHaQpBPanPB0PoArwzcbSebsRYg0KqBrMFb7ZbITAcAgRKEmCj9eCYCBgQa0AAeCwMyxwWIQVzAFAAygAHWoAO1pAFdaWsAM4ARwZAFMADbczl4hapbjwSDHdioMkUe6cgCWLIALkzWQBbTksllKgA6LNqyu1ADVOWoGmpagz2gALI3dfzabGWd42ihTYKzWhUzx-PSe1KhCBiCZ2EZBhwRVDIbhEMYKYYKf0RaSTYSTCETL28ea8X6+vL9F2qfGgkDoNihrCSkDcmW0zm1NT8-E4aLEEDIZ34CsAVQF6F8OV8yQ4YGo4ECApeYz97C0yBH5JAACVx0R7HJ+uSIGNfDKBVtoi9Ec75BWl-iiM5sZ4WzkEVuQI9Cxj9tFkFiwLfwBRT94JblnOgsXFMlfApbpBxGSBoxUAVUCfXtPFfYs5wobsz0QksEIRcs71A-EuGOd8LjACUTE3Ud7xgzBfyomRSXfNgxhQmC3FHaZL1yOdfAfK9f0vIg5HfCsAEk0wEOJ5jiVRw24Jh13eb14wLQVoVCeAcF8JhsQ-edpTlRVmRZVV1S1HVaW1AATI1tWqGVLNqPlaSabUAEUuV5fkUX8TTdAxCAmD2VQjhOaE9nOaEFAEO5nPWYK4jCph0ADaRLxdS8mBxaRZI0gEvUkyJEpCi5+k0gLsgOCSYWKaFMECMoTAqSAanqZomo6LoNCy70EodfQYEySIlAUbrvSCYaSooYagWYOSxOKrMPBS2JeHzDwJN6NKMtcCKUkOA4cFiF4CkHTTQ2cEAGgAejqTUqT6sAug2BwJoKp7mEuIJ4phfaNJhIJvsKgYDp+Dwwt6f7NvBgR-uGwLRVbHAJsO1tcqRgROXlWpaChQoZPtVtMARfzVkbKg-LAdDUDJhGKwAdRlNQAGslRZNZTUstRlRleV5W5JVaAAezKQYZGxPJoAJiXJalzBOW88BZfJwRpk8AXWyxIR8BKaB1MQGB1d8RC6EF3ZwA1pFdegCA+3AXXaAwK5LDgWinfuWoFUkWyjQVOlzO1BcHloIA|ausführlichen Simulation]] nochmals analysiert werden. |
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==== Die Bezugsgrößen Wirkungsgrad und Ausnutzungsgrad ==== | ==== Die Bezugsgrößen Wirkungsgrad und Ausnutzungsgrad ==== |