Netzwerke berechnen mit der Ersatzspannungsquelle

Was ist eine Ersatzspannungsquelle - und was kann man mit ihr machen?

In dieser Lektion wird das Prinzip der Ersatzspannungsquelle erklärt und der typische Anwendungsfall an einem einfachen Beispiel gezeigt.

Was bedeutet die "Äquivalenz" von realer Schaltung und der dazu gehörenden Ersatzspannungsquelle?

Mit Hilfe eines frei erhältlichen Simulationsprogramms wird die reale Schaltung und die Ersatzspannungsquelle simuliert und anhand von Beispielen die Äquivalenz erläutert.

In diesem Video wird die Umwandlung einer realen Schaltung in eine äquivalente Ersatzspannungsquelle zunächst an einem einfachen Beispiel erklärt.

Belastete Brückenschaltungen können nicht durch eine reine Zusammenfassung von Widerständen gelöst werden.

In diesem Abschnitt wird gezeigt, wie das jedoch durch die Umwandlung der belasteten Brückenschaltung in eine Ersatzspannungsquelle erfolgen kann.

In dieser Lektion wird zunächst die Leerlaufspannung berechnet. Hierzu muss die unbelastete Brückenschaltung berechnet werden.

Die Berechnung des Innenwiderstandes einer Brückenschaltung. Das Umzeichnen der realen Schaltung erleichtert die Berechnung des Innenwiderstandes.

In der Simulation mit PSpice wird der Prozess der Umwandlung und das Ergebnis noch einmal deutlicher.

Mit Hilfe der Ersatzspannungsquelle können auch Netzwerke berechnet werden, die aus mehreren Spannungsquellen bestehen, berechnet werden.

In diesem Abschnitt wird zunächst ein Netzwerk aus zwei Spannungsquellen berechnet.

Auch für dieses Beispiel wird im ersten Schritt die Leerlaufspannung bestimmt.

Nach der Berechnung des Innenwiderstandes und der Berechnung der Aufgabe erfolgt die Simulation der Schaltung mit PSpice.

In der Simulation wird für Umwandung der realen Schaltung in die Ersatzspannungsquelle vor allem die Bestimmung der Leerlaufspannung deutlich.

In dieser Lektion kommt eine dritte Spannungsquelle dazu.

Zunächst erfolgt wieder die Berechnung der Leerlaufspannung.

Die Berechnung des Innenwiderstandes ist auch hier wieder eine Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen.

In der Simulation erkennt man die Äquivalenz der Schaltungen.

Die Belastung einer Ersatzschaltung kann durch unterschiedliche Bauteile erfolgen. In dieser Lektion wird das Verhalten eines Kondensators in einem linearen Netzwerk gezeigt.

Die Umwandlung in eine Ersatzspannungsquelle macht für dieses Beispiel keine Probleme.

In der Simulation des Zeitverhaltens erkennt man sehr schön die Äquivalenz der Schaltungen.

Nun wird das Beispiel komplizierter. Durch die konsequente Umsetzung des bisher erlernten lassen sich aber auch kompliziertere Schaltungen wie diese lösen.

Schritt 1: Ermittlung der Leerlaufspannung.

Schritt 2: Ermittlung des Innenwiderstandes

Schritt 3: Lösen der Ersatzschaltung

In der Simulation werden die Ergebnisse noch einmal veranschaulicht.