Gleichstrom (7/9) Ersatzspannungsquelle, Quellenstrom berechnen

0:00 Überblick
1:35 Aufgabe
2:24 Lösung Ersatzwiderstand
5:48 Lösung Spannung
10:07 Quellenstrom
Es geht hier darum, wie man eine Ersatzspannungsquelle konstruiert und mit ihr dann den zu erwartenden Strom berechnet. Das mache ich am Beispiel einer Aufgabe.
Das Prinzip der Ersatzschaltung wendet man zum Beispiel bei Batterien an, indem man sie durch einen einfachen elektrischen Schaltkreis ersetzt. Da Batterien eine Spannungsquelle sind, ist die Ersatzschaltung eine Ersatzspannungsquelle. Die Ersatzschaltung bietet sich bei allen Modulen an, deren Innenleben weniger interessiert, als die Frage, wie kompatibel sie mit den Schaltkreisen der Umgebung sind. Zum Beispiel werden Asynchronmotoren oder Transformatoren durch solche Ersatzschaltkreise berechenbar gemacht. Aber wie stellt man so eine Ersatzschaltung auf? Hier wird es einfach erklärt.
Ersatzspannungsquelle bedeutet, man möchte wissen, wie man die Schaltung mit ihren Widerständen, Spannungsquelle und den Verzweigungen radikal nur durch einen Schaltkreis mit so wenig Bauteilen wie möglich ersetzen kann. Würde man diese Ersatzspannungsquelle dann an den Klemmen an ein anderes Netzwerk anschließen, soll sie denselben Strom liefern, den auch die Originalversion liefern würde. Der Trick hier sieht so aus, dass man die Original- Schaltung etwas anders interpretiert. Man stellt sich vor, dass der Strom zur einen Klemme hinein und an der anderen Klemme wieder herausfließt. Wichtig ist, dass man die Spannungsquelle im Schaltkreis durch ein Stück Leitung ersetzt; man überbrückt die Spannungsquelle.
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[@uwscuploads1062]

Danke für ein weiters Video! Ich schätze es sehr, dass Sie solche qualtitativ hochwertige Videos kostenlos zur Verfügung stellen.

[@JanYellow]

Und ich, dass ich solche aufmerksame Zuschauer habe. Danke auch!

[@guppy100100]

Du bist ein Segen! Nicht übertrieben haben all deine Videos, auch die zur Statik mein Studium gerettet. Vielen Dank! Wenn mein Gehalt ankommt, gibt es eine kleine Spende von mir 😊!!

[@JanYellow]

Na, da bin ich aber gespannt! 🤣 Jedenfalls, vielen Dank für Dein großes Kompliment, EverGreen.

[@jurgenschmidt8043]

Vielen Dank für das Video. Sie haben mir sehr geholfen. Die Schaltung ist nicht zu einfach gewählt und die Idee mit der Top-Down-Skizze ist klasse. Das hab ich so im Lehrbuch nicht gefunden (und auch nicht in anderen YT-Videos).

[@JanYellow]

hallo Jürgen, vielen Dank für Deinen Kommentar. Das gibt mir eine Orientierung, inwieweit mein Video hilfreich ist. Die Idee der Top-Down-Skizze habe ich mir im Laufe der Jahre selber überlegt. Schön, dass Dir das Konzept hilft.

[@MaxMustermann-px6of]

Da freut man sich doch. Ein neues Video

[@JanYellow]

Hallo Max, Du bist aber früh auf!

[@marioachi2152]

Verdammt gut die Videos!!!

[@JanYellow]

Hallo Mario, vielen Dank für Dein Lob!

[@Max-rq7hx]

Verstanden, vielen Dank

[@JanYellow]

Hallo Max, freut mich. Danke für Deinen Kommentar.

[@fahimkhaliqie4380]

Vielen Dank

[@JanYellow]

Hallo Fahim, gern geschehen. Hoffentlich hilft's.

[@AM-qo4vl]

Tolles Video!!!!

[@JanYellow]

Danke 😌

[@Burimi]

Sehr gutes Video, danke

[@JanYellow]

Hallo Bratan, vielen Dank für Dein Lob! Dir ein erfolgreiches neues Jahr 🍀

[@lena-3853]

Danke,danke danke !

[@JanYellow]

Immer gerne 😊

[@JexiusK]

5:00 R1*R2/R1+R2 ergibt bei mir 21.176 ich habe genau die selbe Aufgabe mit den selben Zahlenwerten. Vllt. seh ich auch einfach den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr.

[@JanYellow]

Hallo Elvedin, doch Du hast recht. Anscheinend habe ich da einen Fehler gemacht. Ist notiert und wird bei Gelegenheit korrigiert. Vielen Dank für den Hinweis!

[@zedruto2035]

Genau er hat sich verechnet, aber das wichstigste war die méthode meine ich

[@User-wm9dr]

Ahhh :D

[@fahimkhaliqie4380]

👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏

[@JanYellow]

🙏🙏🙏

[@Finn-wy8fh]

Danke für das Video, ich verstehe jedoch noch nicht so ganz welchen Strom wir nun berechnet haben. Ist das Quasi der Kurzschlussstrom wenn wir die Klemmen brücken? Denn an sich haben wir doch zumindest bei der Ersatzspannungsquelle überhaupt keinen Strom der fließt, die Klemmen sind doch geöffnet? Besten Dank! :)

[@JanYellow]

Hallo Finn, wenn die Klemmen geöffnet sind, fließt kein Strom. Dann macht eine Ersatzspannungsquelle aber auch keinen Sinn. Man will eine komplizierte Spannungsquellenschaltung ersetzen. Die Schaltung an sich erzeugt ja schon eine Spannung. Finde also eine einfachere Schaltung, die dieselbe Spannung an den Klemmen erzeugt. Das ist der Sinn dieser "Ersatzschaltung". Ein Strom kann in beiden Fällen fließen, wenn die Klemmen irgendwo angeschlossen werden. Er sollte bei der Originalschaltung genau so groß sein, wie bei der Ersatzschaltung. Wie groß der Strom ist, hängt noch von den jeweiligen Bedingungen der angehängten Schaltung ab.

[@Finn-wy8fh]

​@@JanYellow Das ging schnell, vielen Dank dafür! So ganz habe ich es jedoch leider noch immer nicht verstanden. Wo genau fließen die errechneten 507,4 mA, das ist der Strom der fließt wenn ich bei der Spannungsquelle, bzw. der Ersatzspannungsquelle die Klemmen brücke, oder nicht? Vielen Dank für Deine ganzen Videos, helfen mir sehr weiter.

[@viidiflexer4598]

sehr hilfreich. Nur eine Frage hätte ich. Spannungsteilerregel wird bei Minute 8:30 benutzt um das Verhältnis von den Widerständen 4 und 3+4 zu vergleichen. Das geht, weil es eine Reihenschaltung ist. Wieso kann man Up mit U vergleichen und dabei die Spannungsteilerregel benutzen? Sind diese auch in Reihe? Wenn ja, woran sieht man das? Mir ist das nicht ersichtlich

[@TropixP]

Bei der Formel wirdja Rp verwendet. Rp verhält sich so als würde man R2 R3 und R4 durch einen einzigen Widerstand ersetzen der eben Rp groß ist. Und dieser eine Ersatzwiderstand Rp ist sozusagen in Reihe mit R1. mit R1 und Rp kann man dann wie im Video gezeigt die Spannungsteiler Regel anwenden. Hoffe das ist so verständlich ^^

[@viidiflexer4598]

@@TropixP super verständlich. ich danke dir!

[@JanYellow]

Danke an Tropi !

[@JanYellow]

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[@JanYellow]

Schön, dass ihr das untereinander klären konntet. War in Urlaub, und konnte nicht antworten...

[@Max-rq7hx]

Eine Frage hätte ich noch: bei komplexeren Schaltungen habe ich das Problem, dass bei mir nicht mehr alles am Minuspol endet. Ich versuche mal die umgestellte Schaltung von oben (plus) nach unten (minus) zu erklären. Zuerst kommt der Pluspol, hinter welchem direkt der Abgang zur Klemme A liegt. Danach kommen zwei Widerstände in Reihe geschalten. Hier nach folgt eine Parallelschaltung von zwei Widerständen. Der rechte der beiden leitungsabschnitte führt dann in die Klemme B. Der Linke endet im Minuspol. Bei dieser Art von Schaltungen scheitere ich ständig und ich finde wirklich kein Video, keinen Foreneintrag oder Gleichwertiges, der das Problem behandelt, geschweige denn erklärt. Den ersatzwiderstand kann ich berechnen, es scheitert an der leerlaufspannung und dem kurzschlussstrom. Hilfe wäre echt top :-)

[@JanYellow]

Hallo Max, das hier ist leider nicht das richtige Forum, um Dein spezielles Problem zu klären. Versuchs aber mal auf "GuteFrage.de". Da sind immer wieder Spezialisten, die dir recht flott und kompetent antworten.

[@TheMasters85]

Irgendwie komme ich auf Rp bei 5:17 nicht auf 18,95 sondern 21,18 Ohm

[@JanYellow]

Du hast recht, TheMasters. Anscheinend habe ich da einen Fehler gemacht. Ist notiert und wird bei Gelegenheit korrigiert. Vielen Dank für den Hinweis!

[@friedhelmelbers1974]

leider ist Angabe über den Rp nicht 18,95 Ohm sondern 21,17 Ohm, habe leider noch nicht alles verstanden,trotzdem gute Erklärung ist für mich auch nur Freizeitbeschäftigung.

[@JanYellow]

Hallo Friedhelm, wie kommst Du darauf?

[@friedhelmelbers1974]

@@JanYellow Durch den Widerstand 40 ×45/ 40+45 = 21,17 Ohm . Trotz allem eine gute Erklärung für den weiteren Verlauf.