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Elektrotechnik - Stromquellen

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Elektrotechnik

Stromquellen

In diesem Kurstext gehen wir auf die Eigenschaften von Stromquellen innerhalb eines Gleichstromkreises ein. Zuerst beschäftigen wir uns mit idealen Stromquellen und gehen dann im Anschluss auf reale Stromquellen ein. 

ideale Stromquelle

Bei einer Stromquelle fließt ein kontinuierlicher Strom. Dieser Quellenstrom $ I_q $ kann positiv, negativ oder null sein. Die dabei auftretende Spannung richtet sich nach dem angeschlossenen Verbraucher.

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Bei einer idealen Stromquelle darf kein Leerlauf entstehen, d.h. es muss eine leitfähige Verbindung zwischen den Klemmen existieren. Ist dies nicht der Fall, so kann der Strom nicht fließen, wodurch mit $\ I_q \not= 0 $ ein Widerspruch entsteht. 

Schaltzeichen

In der nächsten Abbildung sehen Sie das Schaltzeichen für eine ideale Stromquelle.

Schaltzeichen ideale Stromquelle
Schaltzeichen ideale Stromquelle

Kennt man die Polarität einer Stromquelle, so sollte die Stromzählpfeil-Richtung so gewählt werden, dass der Quellenstrom einen positiven Wert annimmt. 

Möchte man den Verlauf der Strom-Spannungs-Kennlinie U(I) einer idealen Stromquelle visualisieren, so hat diese folgendes Aussehen

Kennlinie einer idealen Stromquelle
Kennlinie einer idealen Stromquelle

Hinweis

Hier klicken zum Ausklappen Auch hier gilt es zu beachten, dass die Kennlinie immer durch zwei Quadranten verläuft, da die Spannung über einer idealen Stromquelle durch die äußere Beschaltung der Quelle bestimmt wird. Daher kann sie positive und negative Werte annehmen.

In einem Erzeuger-Zählpfeilsystem sieht die ideale Stromquelle inkl. Zählpfeilen folgendermaßen aus:

Ideale Stromquelle im EZS mit Zählpfeilen
Ideale Stromquelle im EZS mit Zählpfeilen

Reale Stromquelle

Bei einer realen Stromquelle innerhalb eines Gleichstromkreises lässt sich die Spannung begrenzen. Wie sich dies in der Kennlinie äußert, ist nachfolgend abgebildet.

Kennlinie einer realen Stromquelle
Kennlinie einer realen Stromquelle

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Diese reale Stromquelle, oder auch elektronisch geregelte Konstantstromquelle genannt, kann keine negativen Ströme liefern.