Autor Thema: Die Sache mit der Spannungsversorgung und dem Strom - zu viel Ampere?  (Gelesen 5627 mal)

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Takeshi

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Immer und immer wieder lese ich von der gleichen Befürchtung. Irgendein Gerät soll durch ein Netzteil mit Spannung versorgt werden, aber hat das Netzteil nicht vielleicht zu viel Strom?

Die Antwort gibt eigentlich schon das ohm'sche Gesetz: R = U / I
Aber warum?

Es gibt zwei gebräuchliche Arten von elektrischen Energiequellen, die Spannungsquelle und die Stromquelle.
- Mit der Spannungsquelle haben wir am meisten zu tun. Die Spannungsquelle hat eine konstante Ausgangsspannung, gibt also die Spannung an den beiden Anschlüssen vor. Umd die geht es im Folgenden auch.
- Die Stromquelle ist seltener, sie gibt den Strom vor, der durch die Last fließt, also aus einem Anschluss heraus und in den anderen wieder hinein.

Der Widerstand ist eine Eigenschaft der Last, wird also von dieser bestimmt.
Das ohm'sche Gesetz R = U / I ist eine Gleichung mit drei Variablen. Bei einer an einer Spannungsquelle angeschlossenen Last sind die Werte für die Spannung U und den Widerstand R bereits fest (wenn auch dir nicht bekannt). Damit hat die Gleichung nur noch eine Unbekannte, und zwar den Strom. Formt man die Gleichung zu I = U / R um, ließe sich leicht der Strom berechnen. Nehmen wir an, die Spannung beträgt 12 V und die Last hat einen Widerstand von 10 Ω, ergibt das einen Strom von 1,2 A. Es ist unmöglich, dass da beispielsweise 2 A fließen, denn setzt man das ein, ist die Gleichung "2 A = 12 V / 10 Ω" falsch. Dadurch, dass die Spannung konstant ist und die Last den Widerstand vorgibt, bestimmt die Last auch den Strom.

Es ist nicht möglich, dass die Quelle sowohl die Spannung als auch den Strom vorgibt! Dazu müsste die Quelle der Last den Widerstand diktieren, was denke ich schon rein logisch betrachtet keinen Sinn ergibt.

Die Strom-Angabe auf Netzteilen bezeichnet nur den maximalen Strom, den die Spannungsquelle liefern kann und nicht, wie viel Strom tatsächlich fließt. Ein Netzteil kann also nie "zu viel Strom haben", nur zu wenig.

Ich hoffe es ist nun klar, wieso die Sorge unbegründet ist. Sollten dennoch Fragen offen sein, versuche ich die gern zu klären.
« Letzte Änderung: 15. August 2013, 17:46:43 von Takeshi »

da_buzz

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Re: Die Sache mit der Spannungsversorgung und dem Strom - zu viel Ampere?
« Antwort #1 am: 11. Februar 2015, 12:25:01 »
Jetzt habe ich eine Frage zu dieser Thematik:

"Welcher Zusammenhang besteht zwischen Innenwiderstand, Leerlaufspanung und Kurzschlussstrom einer Spannungsquelle?"

Mir ist soweit klar wenn der Kurzschlussstrom fliesst die Leerlaufspannung bei 0 V liegt. Aber welcher Zusammenhang besteht mit dem Innenwiderstand? Er ist ein fester Wert, meist klein gehalten. Aber wie genau kann man das nun begründen zur obigen Frage?

Takeshi

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Re: Die Sache mit der Spannungsversorgung und dem Strom - zu viel Ampere?
« Antwort #2 am: 11. Februar 2015, 12:51:59 »
Genau, bei einem Kurzschluss ist der Widerstand (idealerweise) 0 Ω und da U = R * I ist die Spannung bei jedem Strom auch 0 V. Das ist dann aber nicht mehr die Leerlaufspannung. Als Leerlaufspannung wird die Spannung an den Klemmen ezeichnet, wenn keine Last angeschlossen ist. Und ein Kurzschluss stellt eine Last dar, nämlich die maximale.
Die Leerlaufspannung ist das Gleiche wie die Quellenspannung.

Der Innenwiderstand ist nicht immer fest, der kann mit dem entnommenen Strom variieren. Der wird nur häufig als konstant betrachtet, um es einfacher zu rechnen. Manchmal wird der Innenwiderstand um einen Punkt herum als konstant angenommen. Wenn du beispielweise 1 bis 2 A entnimmst, misst du den Innenwiderstand bei 1,5 A und gehst davon aus, dass er bei 1 A und 2 A gleich ist.

Der Innenwiderstand wird auch nicht extra eingebaut und "klein gemacht", den Innenwiderstand will man gar nicht haben. Man versucht ihn so klein wie möglich zu halten, um dem "ist gar nicht da" möglichst nahezukommen.

Der Innenwiderstand bestimmt den Kurzschlussstrom. Wenn der Lastwiderstand 0 Ω wird (Kurzschluss), dann reduziert sich das Ersatzschaltbild auf die Quelle und den Innwiderstand. Der Strom ist dann Ik = U0 / Ri.
Meistens ist der Innenwiderstand nicht bekannt und lässt sich mittels Leerlaufspannung und Kurzschlusstrom bestimmen. Nur nicht jede Quelle darf man kurzschließen.

da_buzz

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Re: Die Sache mit der Spannungsversorgung und dem Strom - zu viel Ampere?
« Antwort #3 am: 11. Februar 2015, 12:54:24 »
Super, Danke :D