### Spannungsquelle [picture:1018:a_vsource_schematic:Ersatzschaltbild Spannungsquelle] * Reale Spannungsquelle wird mit $R_L$ belastet → Klemmenspannung $U_k$ sinkt * Grund ist der Innenwiderstand * Ohne Belastung / im Leerlauf: $U_q = U_L$ --- ### Innenwiderstand * Nicht messbar mit einem Multimeter * Rechnerisch ermitteln:
$R_i = \frac{\Delta U}{\Delta I}$
* Leerlauf: $I = \qty{0}{\ampere}$ * Belastung mit $R_L$:
$I_L = \frac{U_L}{R_L}$
--- ### Innenwiderstand Spannungsquelle $(\Delta U = \qty{0}{\volt})$; $R_i = \frac{\Delta U}{\Delta I} = \frac{0}{x} = \qty{0}{\ohm}$ Ideale Spannungsquellen sollen einen sehr niedrigen Innenwiderstand $R_i \ll R_L$ aufweisen, im Idealfall: 0 Ohm, dann bleibt die Ausgangsspannung bei Belastung unverändert. --- ### Strombegrenzung * In Labornetzteilen eingebaut * Laststrom übersteigt eine maximale Stromstärke * → Klemmenspannung wird abgesenkt * → Laststrom bleibt konstant * Funktion der Konstantstromquelle --- ### Innenwiderstand Stromquelle $R_i = \frac{\Delta U}{\Delta I}$; $(\Delta I \to \qty{0}{\ampere})$; $R_i = \frac{\Delta U}{\Delta I} \to \qty{\infty}{\ampere}$ Ideale Stromquellen sollen einen sehr hohen Innenwiderstand $R_i \gg R_L$ aufweisen. Idealfall: "unendlich" Ohm, dann bleibt der Laststrom bei Änderung des Lastwiderstandes konstant, deshalb spricht man auch von Stromanpassung. --- [question:AB201] --- ### Leistungsanpassung * Optimale Leistungsabgabe von Sender zu Antenne * $R_i = R_L$ --- style="font-size: 0.7em;" |c: Zusammenfassung Innenwiderstand | c: Innenwiderstand | | Spannungsanpassung bei einer Konstantspannungsquelle| $R_i$ ist sehr niederohmig; theoretisch $\qty{0}{\ohm}$; $R_i \ll R_L$ identisch mit $R_L \gg R_i$| |Stromanpassung bei einer Konstantstromquelle|$R_i$ ist sehr hochohmig; $R_i \gg R_L$ identisch mit $R_L \ll R_i$ | | Leistungsanpassung bei Verstärkern| $R_L = R_i$| [table:a_Innenwiderstand Zusammenfassung:Zusammenfassung zum Innenwiderstand] --- [question:AG401] --- [question:AB202] --- [question:AB203] --- [question:AB204] --- [question:AB207] --- #### Lösungsweg * gegeben: $U_0 = \qty{13,5}{\volt}$ * gegeben: $U_{Kl} = \qty{13}{\volt}$ * gegeben: $I = \qty{2}{\ampere}$ * gesucht: $R_i$ $R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{\qty{13,5}{\volt} - \qty{13}{\volt}}{\qty{2}{\ampere}} = \qty{0,25}{\ohm}$ --- [question:AB208] --- #### Lösungsweg * gegeben: $U_0 = \qty{13,8}{\volt}$ * gegeben: $U_{Kl} = \qty{13,6}{\volt}$ * gegeben: $I = \qty{20}{\ampere}$ * gesucht: $R_i$ $R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{\qty{13,8}{\volt} - \qty{13,6}{\volt}}{\qty{20}{\ampere}} = \qty{10}{\milli\ohm}$ --- [question:AB206] --- #### Lösungsweg * gegeben: $U_0 = \qty{13,5}{\volt}$ * gegeben: $U_{Kl} = \qty{12,4}{\volt}$ * gegeben: $I = \qty{0,9}{\ampere}$ * gesucht: $R_i$ $R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{\qty{13,5}{\volt} - \qty{12,4}{\volt}}{\qty{0,9}{\ampere}} = \qty{1,22}{\ohm}$ --- [question:AB205] --- #### Lösungsweg * gegeben: $U_0 = \qty{5,0}{\volt}$ * gegeben: $U_{Kl} = \qty{4,8}{\volt}$ * gegeben: $R_L = \qty{1,2}{\ohm}$ * gesucht: $R_i$ $I = \frac{U_{Kl}}{R_L} = \frac{\qty{4,8}{\volt}}{\qty{1,2}{\ohm}} = \qty{4}{\ampere}$ $R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0 - U_{Kl}}{I} = \frac{\qty{5,0}{\volt} - \qty{4,8}{\volt}}{\qty{4}{\ampere}} = \qty{0,05}{\ohm}$