Kurz erklärt: Innenwiderstand, Leerlaufspannung, Kurzschlussstrom | Lerne Elektronik
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- Опубліковано 15 жов 2024
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In diesem Video lernst du, warum es ideale Spannungsquellen, wie du sie regelmäßig in Schaltplänen findest, in der Praxis nicht gibt und was man beachten muss, wenn man eine Schaltung mit einer Batterie versorgt.
Am Ende des Videos weißt du, was die Begriffe Innenwiderstand, Kurzschluss-Strom und Leerlaufspannung bedeuten und wie man zwei Batterien schnell und einfach miteinander vergleichen kann.
Und zum Schluss gibt es wie immer eine Zusammenfassung der wichtigsten Fakten aus dem Video. Also - dran bleiben lohnt sich!
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INHALT
0:34 Wofür brauchen wir Ersatzgrößen von realen Spannungsquellen
4:12 Die Leerlaufspannung
6:33 Der Kurzschlussstrom
8:36 Beispielhafter Vergleich zweier Batterien
9:54 Zusammenfassung zu den Kenngrößen realer Spannungsquellen
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LINKS
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ÜBER
Andreas Haja arbeitet als Professor an der Hochschule Emden/Leer und ist seit mehreren Jahren in der Ingenieurausbildung tätig. Ziel seines Kanals “Elektronik & Programmieren” ist es, Theorie und Praxis so zu vermitteln, dass Lernen mit Spaß und Neugierde verbunden ist.
Studieren in den 2020er Jahren kann so viel mehr sein, als die klassische Frontal-Vorlesung der letzten Jahrhunderte!
www.thefearles...
Gut erklärt, danke. Aber wie kommst du auf die Werte für den Kurzschlusstrom bei der Batteriefrage: Gilt nicht Ik=U/Ri
Gustes Video, hallo ich bin Herbert, wie baue ich eine 12v Solaranlage auf 24 v um? SI Danke
Mal wieder top erklärt.
Hallo :)
Danke für die gute Erklärung! , ich hätte eine Frage: Wie bestimmt man dann den Innenwiderstand einer Batterie, wenn man nicht die Batterie kurzschließen kann?
Du kannst einen Widerstand R1 an die Batterie in Reihe schalten. Der Innenwiderstand der Batterie ergibt sich dann aus (UL-UR1)/I. I ist der Strom, der mit dem in Reihe geschalteten Widerstand gemessen wird.
Welche Batterie ist besser wird gefragt. Hinsichtlich des geringeren Innenwiderstandes wird das Batterie 1 sein. Aber wie sieht es mit dem Kapazitätsunterschied der beiden Batterien aus. Falls Batterie 2 deutlich mehr Kapazität zur Verfügung stellt und meine Last sehr klein ist, wäre für mich Batterie 2 die bessere.
Hallo und danke für den ausführlichen Kommentar! Wenn beide Batterien sich lediglich bzgl. des Innenwiderstands unterscheiden, dann ist diejenige hochwertiger, die das kleinere R_i hat. Wenn sich die Batterien auch noch in der Kapazität unterscheiden, muss abgewogen werden, was für die zu betreibende Schaltung wichtiger ist: Wenn für den fehlerfreien Betrieb eine gewisse Mindestspannung erforderlich ist, die Batterie diese aber wegen des hohen Innenwiderstands nicht liefern kann, dann hilft auch die ggf. höhere Kapazität nicht weiter.
Sehr gutes Video.. Vielen Dank dafür 😊
Und nochmal danke! Viele Grüße! 👍
Mir ist nicht ganz klar, wie der Kurzschlussstrom gemessen wird. Das Schaubild ist ja das gleiche wie bei der Leerlaufspannung und da hieß es, das an diesem Schaubild kein Strom gemessen wird. Außerdem kann ich mir den Kurzschlussstrom nicht herleiten. Laut Diagramm ist der Kurzschlussstrom auf der X-Achse. Berechnet wird dieser nach Omschen Gesetzt mit Ik = U/Ri. Wenn aber der Kurzschlussstrom auf der X-Achse liegt, dann ist folglich die Leerlaufspannung 0. Wenn ich diese nun in die Formel einsetzte bekomme ich Ik = 0 / Ri. Das Ergebnis ist immer 0.
Wenn ich das in meinen Grundlagen Modulen richtig verstanden habe, dann liegt bei dir der Denkfehler darin, dass die Y-Achse die Gesamte Spannung repräsentiert, die die Batterie liefern kann, nicht die Leerlaufspannung. Dabei ist die Leerlaufspannung dann der Maximalwert, also die Maximale Spannung, die die Batterie liefern kann, weil keine Spannung am Innenwiderstand abfällt. Bei dem Kurzschlussstrom ist die Spannung (Nicht die Leerlaufspannung), die die Batterie dann liefert 0, da die gesamte Spannung bereits am Innenwiderstand abfällt. Die Batterie kann somit bei einem Kurzschluss eine Menge Strom, jedoch keine Spannung liefern. Falls ich mich irre, gerne korrigieren :)
Super erklärt
Dankeschön für den netten Kommentar! Gibt es denn Themenwünsche, zu denen ich in Zukunft mal ein Video drehen soll? Viele Grüße!
erstmal vielen dank für ihre tolles Video! ich nehme an Batterie 1 wäre besser als Batterie 2, da Ri1 kleiner als Ri2 ist. Dann wird die Leistung von Batterie 1 höher als die Leistung von Batterie 2 sein.
Hallo und danke für das nette Feedback! Je geringer der Innenwiderstand, desto mehr Strom kann die Batterie bei gleicher Spannung liefern - das ist richtig! :)
Ideal wäre eine Kennlinie, die parallel zur x-Achse läuft (Steigung=0 und somit R_i = 0). Je näher die echte Batterie an dieses Ideal herankommt, desto besser.
Viele Grüße!
top
Grad 1 std vor meiner Prüfung ein 1A Video
Viel Erfolg!
Ich würde sagen Batterie 1 ist “besser“, weil sie erstens einen kleineren Innenwiderstand hat und außerdem eine höhere Leerlaufspannung.
Danke für die Antwort. Ein geringer Innenwiderstand ist für eine Batterie erstrebenswert, da diese in der Regel einen höheren Strom liefern kann. Die Leerlaufspannung entspricht allerdings der Spannung einer Quelle im unbelasteten Zustand - und da für diesen Fall kein Strom durch den Innenwiderstand fließt, spielt dessen Größe für die Leerlaufspannung keine Rolle.
@@fearlengi Ich verstehe nicht wieso bei der Messung des Kurzschlussstromes Ri im Nenner stehen bleiben darf, weil es ja nicht erlaubt ist durch 0 zu teilen. Wohingegen beim messen der Leerlaufspannung der Wert von Ri ignoriert wird, da ja kein Strom fließt und Ri deshalb 0 ist.
@@dietrich8321 Vielleicht kann ich irgendwie helfen. Im falle des kurzschlussstroms ist der lastwiderstand Rlast = 0. Der Innenwiderstand der Batterie ist trotzdem nicht gleich 0 .
Muss dieser Mist "reale" und "ideale" Spannungsquelle sein? Das ist doch nur krampfig. Wie wärs mit Spannungsquelle mit bzw. ohne Innenwiderstand? Ich wurde auch als Schüler mit "realen" und "idealen" Spannungsquellen gefoltert (und Stuss wie "physikalische und technische Stromrichtung"). Stromquellen (mit und ohne Innenwiderstand wurden natürlich total vergessen.
Ist auch eine seltsame Ausdrucksweise, dass im Leerlauf an den Klemmen die Leerlaufspannung "abfällt", normalerweise fallen Spannungen an parasitären Widerständen ab, also wenn Strom fließt und nicht im Leerlauf.