Eine Spannungsquelle ist ein Grundelement in elektrischen Schaltungen. Sie bildet zusammen mit einem Widerstand den einfachsten elektrischen Stromkreis.
Ideale und reale Spannungsquelle
Bei der Betrachtung einer Spannungsquelle ist der Unterschied zwischen einer idealen und einer realen Spannungsquelle zu beachten:
Für eine idealen Quelle wird angenommen, dass die elektrische Spannung der Quelle vollständig als Klemmenspannung zur Verfügung steht, d.h.:
In der Realität ist es aber so, dass jede Spannungsquelle einen Innenwiderstand besitzt. Dies ist bei einem Transformator zum Beispiel der ohmsche Widerstand der Transformatorwicklung Diese Form der Quelle wird dann als reale Spannungsquelle bezeichnet. Es ergibt sich:
Am Innenwiderstand entstehen Verluste, die mit dem Ausgangsstrom ansteigen. Wenn die Spannungsquelle kurzgeschlossen wird, ergibt sich der Kurzschlussstrom durch den Innenwiderstand. Es gilt :
Bei der Auslegung von elektrischen Schaltungen sollte immer mit realen Spannungsquellen gearbeitet werden.
Berechnung von Kenngrößen einer realen Spannungsquelle
Als Anschauungsbeispiel soll eine einfache Schaltung einer realen Spannungsquelle mit einem angeschlossenen ohmschen Verbraucher dienen:
Es gelten die folgenden Zusammenhänge:
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