Kann man sich die Ausgangsspannung eines Widerstandes wie eine Zweite Spannungsquelle vorstellen?
Es gibt ja nicht nur Uq, sondern auch UR. Also die Spannung am Widerstand. Wenn die Widerstandsspannung z.b 2 volt beträgt, kann man ganz normal eine LED oder sowas anschließen, bzw ist das eine zweite Spannungsquelle?
8 Antworten
Ja - allerdings nur als eine nicht-ideale Spannungsquelle.
Und auch nur dann, wenn der angeschlossene Verbraucher deutlich hochohmiger ist als dieser Widerstand.
Wenn dadurch - besser: durch den entnommenen Strom - z.B. die Spannung über diesem Widerstand sich nur um 1-2 % ändert (abfällt) kann man diesen Widerstand und die an ihm existierende Spannung in der Praxis durchaus als Spannungsquelle ansehen.
In der Praxis wird das z.B. gemacht beim Spannungsteiler an der Basis eines Transistors zur Erzeugung der Basis-Vorspannung.
Da der bipolare Transistor ein spannungsgesteuertes Element ist, sollte diese Vorspannung möglichst "eingeprägt" - also möglichst unabhängig vom abgezweigten Basisstrom - sein.
Also ein möglichst niederohmiger Spannungsteiler - was aber begrenzt wird durch den Wunsch nach einem möglichst hochohmigem Eingangswiderstand der Stufe:
Also: Kompromiss - wie immer und überall in der Elektronik.
Kann ich nicht beantworten, da ich den Kommentar nicht verstehe. Es geht doch hier gerade um eine Parallelschaltung von Quelle und Last.
Nein...
Als "Spannungsquelle" bezeichnet man üblicherweise eine Vorrichtung, die eine Spannung erzeugt und nach außen hin bereitstellt. Das kann z.B. ein Generator oder eine Batterie sein.
Wenn du zwischen dieser und den Verbraucher einen zusätzlichen Widerstand reinpackst, wächst dem Konstrukt keine zweite Spannungsquelle. Das ganze wird immer noch über die eine Spannungsquelle betrieben. ;)
Der Widerstand verursacht jedoch einen Spannungsabfall(U_R). Dadurch fällt am Verbraucher eine entsprechender geringere Spannung (U_L) ab.
Wenn du mal deine LED mit Vorwiderstand aufzeichnest, die Spannungs- und Strompfeile einzeichnest, fällt dir vielleicht was auf: Die Spannung der Quelle zeigt als einzige entgegen der Stromflussrichtung.
Wieso des?
Das liegt eben daran, dass die Spannungsquelle die Ursache des Stromflusses ist: Sie wandelt eine andere physikalische/chemische Energie, die in ihr gespeichert oder ihr zugeführt wird, in elektrischem Strom um, den sie in den Stromkreis hinein gibt.
Die übrigen Teile des Stromkreises machen das genaue Gegenteil: Auch dieses sind Energiewandler - nur eben umgekehrt. Sie nehmen die Energie aus dem Stromfluss auf und verwandeln sie in eine andere (Widerstand = Wärme, LED = Licht). Sie sind Verbraucher, keine Quellen.
Da Energie weder erschaffen, noch vernichtet, sondern nur umgewandelt werden kann (Energieerhaltungssatz), ist die Stromstärke in einem unverzweigten Stromkreis zwangsläufig überall derselbe (sofern die Bauteile keine speichernden oder phasenverschiebenden Eigenschaften besitzen, daher belassen wir es mal bei einfachen ohmschen Widerständen im Gleichspannungskreis).
Durch diese Umstände kommen diese dir vielleicht bekannten Formeln der Reihenschaltung zustande:
I = I_R = I_L
U_0 = U_R + U_L
Auch Kirchhoff sagt: Die Summe aller Spannungen beträgt 0.
Stimmt auch, wenn man U_0 auf die andere Seite stellt.
0 = U_R + U_L - U_0
Upps. U_0 ist ja negativ... Wie auch beim gezeichneten Spannungspfeil...
Wenn du U_L zur Spannungsquelle erklärst, müsstest du also U_L ebenfalls im Vorzeichen ändern (sofern du sie nicht entgegengesetzt zur ersten Spannungsquelle gepolt einfügst):
0 = U_R - U_L - U_0
Wenn du das wieder zurück umstellst, sieht es so aus:
U_0 + U_L = U_R
Und das, obwohl sich in der Schaltung technisch nichts verändert wurde.
Aber die Formeln passen dadurch nicht mehr.
Es würde passen, wenn du statt R_L tatsächlich eine Spannungsquelle einsetzt. Aber dann hast du auch 2 Spannungsquellen. Dann verändert sich dann auch "alles" in deiner Schaltung.
Fazit: Nein, ein Verbraucher ist in diesem Sinne keine Spannungsquelle, da sie die Spannung nicht erzeugen, sondern sie passiv über diese abfällt, was einen Stromfluss zur Folge hat. :)
Aber dein Vorwiderstand ist in diesem Fall ein primitiver LED-Treiber.
LEDs sind nichtlineare Halbleiterbauteile, die über den Strom definiert sind: Sie haben eine vorgegebene Stromstärke (oft 20mA maximal).
So ein Vorwiderstand ist eine primitive Möglichkeit, den Strom aus einer Spannungsquelle auf max. 20mA zu begrenzen, weil es sonst einen LED-Peng geben würde.
Was du jetzt aber machen könntest: Die Spannungsquelle und diesen Widerstand in ein gemeinsames Gehäuse packen und das ganze eine Spannungsquelle betrachten, die nach außen hin neue Eigenschaften besitzt. Also den Widerstand für einen Bestandteil der Spannungsquelle erklären, wie es auch auf sekundärseitige Gleichrichterschaltungen etc. eines Netzteils zutreffen würde. Aber dann verschwindet der Vorwiderstand auch aus dem Schaltplan (sofern dieser nicht das Innere der Spannungsquelle abbildet), da er ja nun in den elektrischen Parametern der Ausgangsspannung mitberücksichtigt wurde. Dadurch passt es dann am Ende auch mit den Formeln wieder.
zuerst zu den Begriffen:
Ausgangsspannungen gibt es nur an Spannungsquellen. Ein Widerstand ist keine Spannungsquelle.
Man kann aber von einer Spannung über einem Widerstand reden.
Ich vermute du hast eine Spannungsquelle Q und an der sind mehrere Widerstände Rx in einer Reihenschaltung angeschlossen.
Q-----R1---R2---R3---+
'-----------------------------'
An jedem Widerstand fällt durch den Strom eine Spannung ab, die von der Größe des Widerstandswertes und vom Strom abhängt. (sie entsteht am Widerstand ist falsch ausgedrückt)
Und ja, wenn die Spannung an den Widerständen groß genug ist, kann man auch eine LED damit betreiben.
Beachte aber, dass durch den Strom durch eine LED sich der Widerstand (Parallelschaltung) verändert. Das wirkt sich auch auf die anderen Spannungen über den Teil-Widerständen R1 , R2 , R3 aus.
Als zweite (oder dritte ...) Spannungsquelle würde ich das nicht bezeichnen, es sind nur Teilspannungen.
Ja das ist möglich und wird als Thevenin Äquivalent bezeichnet:
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9venin-Theorem
Die resultierende Spannungsquelle hat natürlich bei einem einfachen Spannungsteiler einen hohen Innenwiderstand welcher berücksichtigt werden muss, aber prinzipiell entspricht das dem was du fragst.
Ich würde bei Reihenschaltungen mir die Ausgangspannung eher als niedrigeres Niveau vorstellen, daa die Spannung meistens abnimmt.
Bei Parallelschaltungen hinkt der Vergleich dann aber, oder irre ich mich?