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50ohm-contents-dl/contents/slides/innenwiderstand.md
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129 lines
3.2 KiB
Markdown

### Spannungsquelle
<left>
[picture:1018:a_vsource_schematic:Ersatzschaltbild Spannungsquelle]
</left>
<right>
* Reale Spannungsquelle wird mit $R_L$ belastet &rarr; Klemmenspannung $U_k$ sinkt
* Grund ist der Innenwiderstand
* Ohne Belastung / im Leerlauf: $U_q = U_L$
</right>
<note>
</note>
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### Innenwiderstand
<left>
* Nicht messbar mit einem Multimeter
* Rechnerisch ermitteln: <br/>$R_i$ = $\frac{\Delta U}{\Delta I}$
</left>
<right>
* Leerlauf: $I = 0A$
* Belastung mit $R_L$: <br/>$I_L = \frac{U_L}{R_L}$
</right>
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### Innenwiderstand Spannungsquelle
$(\Delta U = 0V)$; $R_i = \frac{\Delta U}{\Delta I} = \frac {0}{xxx} = 0\ \Omega$
<fragment>
Ideale Spannungsquellen sollen einen sehr niedrigen Innenwiderstand $R_i$$\ll$$R_L$ aufweisen, im Idealfall: 0 Ohm, dann bleibt die Ausgangsspannung bei Belastung unverändert.
</fragment>
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### Strombegrenzung
* In Labornetzteilen eingebaut
* Laststrom übersteigt eine maximale Stromstärke
* &rarr; Klemmenspannung wird abgesenkt
* &rarr; Laststrom bleibt konstant
* Funktion der Konstantstromquelle
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### Innenwiderstand Stromquelle
$R_i = \frac{\Delta U}{\Delta I}$; $(\Delta I = "\textrm{Null}" A)$; $R_i = \frac{\Delta U}{"\textrm{Null}"} = "\textrm{unendlich}"\ \Omega$
<fragment>
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.
</fragment>
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[question:AB201]
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### 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| $R_i$ = "sehr niederhohmig" ; theoretisch $0\ \Omega$; $R_i$$\ll$$R_L$ identisch mit $R_L$$\gg$$R_i$|
|Stromanpassung bei einer Konstantstromquelle|$R_i$ = "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]
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[question:AG401]
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[question:AB202]
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[question:AB203]
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[question:AB204]
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[question:AB207]
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#### Lösungsweg
* gegeben: $U_0 = 13,5V$
* gegeben: $U_{Kl} = 13V$
* gegeben: $I = 2A$
* gesucht: $R_i$
<fragment>
$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{13,5V-13V}{2A} = 0,25Ω$
</fragment>
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[question:AB208]
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#### Lösungsweg
* gegeben: $U_0 = 13,8V$
* gegeben: $U_{Kl} = 13,6V$
* gegeben: $I = 20A$
* gesucht: $R_i$
<fragment>
$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{13,8V-13,6V}{20A} = 10mΩ$
</fragment>
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[question:AB206]
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#### Lösungsweg
* gegeben: $U_0 = 13,5V$
* gegeben: $U_{Kl} = 12,4V$
* gegeben: $I = 0,9A$
* gesucht: $R_i$
<fragment>
$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{13,5V-12,4V}{0,9A} = 1,22Ω$
</fragment>
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[question:AB205]
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#### Lösungsweg
* gegeben: $U_0 = 5,0V$
* gegeben: $U_{Kl} = 4,8V$
* gegeben: $R_L = 1,2Ω$
* gesucht: $R_i$
<fragment>
$I = \frac{U_{Kl}}{R_L} = \frac{4,8V}{1,2Ω} = 4A$
</fragment>
<fragment>
$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{5,0V-4,8V}{4A} = 0,05Ω$
</fragment>