Netzwerke berechnen mit der Ersatzspannungsquelle

Eine schrittweise Einführung in eine der wichtigsten Berechnungsmethoden der Elektrotechnik.
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  • Lectures 25
  • Length 1 hour
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About This Course

Published 9/2015 German

Course Description

Dieser Kurs ist eine zielgerichtete Einführung in das Thema Ersatzspannungsquelle (Thévenin-Theorem).

Anhand von Beispielen wird das Berechnungsverfahren, beginnend mit einfachen Beispielen bis zur Berechnung von Netzwerken mir mehreren Spannungsquellen, Schritt für Schritt anschaulich erklärt.

Bereite Dich effektiv für die nächste Klausur vor.

Am Ende des Kurses wirst Du das Prinzip und die Anwendung der Ersatzspannungsquelle verstanden haben und Schaltungen mit Hilfe der Ersatzspannungsquelle berechnen können.

So, wie es Du für Klausuren und Prüfungen zum Fachabitur, in der Meister- oder Technikerschule oder in den ersten Semestern an einer Hochschule benötigst.

Die Bearbeitung der einzelnen Beispiele erfolgt in vier Schritten:

  1. Vorstellung der Schaltung
  2. Umwandlung der Schaltung in eine Ersatzspannungsquelle
  3. Berechnung der Ersatzschaltung
  4. Simulation der Originalschaltung und Ersatzschaltung

Durch diese Struktur ist der Kurs sowohl für den Einstieg in die Netzwerkberechnung als auch zur gezielten Prüfungsvorbereitung geeignet.

What are the requirements?

  • Es werden keine zusätzlichen Materialien für den Kurs benötigt.

What am I going to get from this course?

  • Die Berechnung linearer Netzwerke sind wesentlicher Bestandteil der Grundlagenvorlesungen für Elektrotechnik-Studenten und Studierende verwandter ingenieurwissenschaftlicher Berufe.
  • Dieser Kurs hilft Dir beim sicheren Umgang mit der Ersatzspannungsquelle zur Berechnung von Netzwerken.

What is the target audience?

  • Dieser Kurs richtet sich an Studenten der Ingenieurwissenschaften (Elektrotechnik, Maschinenbau, Informatik, ...) und Schüler von Fachschulen, Fachoberschulen und beruflichen Gymnasien, die sich mit der Berechnung linearer Netzwerke beschäftigen (müssen).
  • Wenn Du reiner Praktiker bist (Elektroinstallation, Zusammenbau von Schaltungen nach vorgefertigtem Schaltplan) ist der Kurs wahrscheinlich nicht interessant für Dich.
  • Der Kurs setzt Grundkenntnisse der Elektrotechnik (Reihen-, Parallelschaltung von ohmschen Widerständen, Spannungsteiler, ...) voraus.

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Curriculum

Section 1: Bevor es losgeht
02:03

Einige Tipps zur Arbeit mit dem Kurs.

TIPP:
Hier findest Du begleitende Slides zum Kurs zum Download.
Drucke sie am besten aus und nutze den Ausdruck für Anmerkungen und Notizen,

Wichtige Information zur Arbeit mit dem Kurs
Preview
Article
Section 2: Was ist eine Ersatzspannungsquelle?
02:14

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.

06:31

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

2 questions

Nur ein Testquiz

02:03

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

Section 3: Wie wandelt man eine reale Spannungsquelle um?
05:12

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

Section 4: Berechnung einer belasteten Brückenschaltung
02:18

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.

02:01

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

03:08

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

02:43

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

Section 5: Netzwerk mit zwei Spannungsquellen
01:14

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.

02:59

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

02:24

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.

Section 6: Netzwerk mit drei Spannungsquellen
00:40

In dieser Lektion kommt eine dritte Spannungsquelle dazu.

02:39

Zunächst erfolgt wieder die Berechnung der Leerlaufspannung.

01:38

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

01:24

In der Simulation erkennt man die Äquivalenz der Schaltungen.

Section 7: Aufladung eines Kondensators in einem linearen Netzwerk
02:07

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

02:16

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

01:40

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

Section 8: Eine kompliziertere Schaltung
00:52

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

06:15

Schritt 1: Ermittlung der Leerlaufspannung.

02:54

Schritt 2: Ermittlung des Innenwiderstandes

Schritt 3: Lösen der Ersatzschaltung

01:50

In der Simulation werden die Ergebnisse noch einmal veranschaulicht.

Section 9: Abschluss
Danke
00:58

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Instructor Biography

Wolfgang Bengfort, Lehrer/Trainer für Elektrotechnik und Technische Informatik

Wolfgang Bengfort, Diplom-Ingenieur Elektrotechnik, arbeitet hauptberuflich als Lehrer für Elektrotechnik und Technische Informatik an einem Berufskolleg in NRW.

Der Schwerpunkt seiner Arbeit ist die Vorbereitung seiner Schüler der Fachoberschule und des beruflichen Gymnasiums für das Studium der Elektrotechnik und Informatik.

Durch den Austausch mit Dozenten und Professoren hat er einen guten Einblick in die Anforderungen, die an Studenten der ersten Semester gestellt werden. Durch seine langjährige Erfahrung als Lehrer vermittelt er die Themen der Elektrotechnik in seinen Kursen anschaulich und zielgruppenorientiert.

Auf seiner Seite ET-Tutorials betreibt Bengfort eine der größten deutschsprachigen e-Learning Seiten im Bereich Elektrotechnik.

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