In diesem Kursabschnitt thematisieren wir mit dir als angehende Techniker die Elektrische Quelle.
Für ein optimales Verständnis helfen dir drei ausführliche Videoclips und zwei anschauliche Rechenbeispiele zu dem Thema. Mehr zu diesem Thema und der Elektrotechnik findest du im Kurs: ET2-Gleichstromtechnik
Eine Quelle ist in der Elektrotechnik der Ursprung eines elektrischen Stroms und treibt diesen an.
Elektrische Quelle – [Stromquellen, Spannungsquellen]
In der Elektrotechnik unterscheidet der Techniker zwei Formen von Elektrischen Quellen.
- Spannungsquellen (ideal/real)
- Stromquellen (ideal/real)
In seltenen Fälle zählt man auch noch die Elektrizitätsquellen hinzu.
Diese lassen sich dann jeweils unterscheiden in ideale und reale elektrische Quellen.
Wobei ein Techniker fasst immer auf Spannungsquellen bei der Arbeit trifft.
Elektrische Quelle – Wirkung & Funktion
Eine Quelle ist in der Elektrotechnik der Ursprung eines elektrischen Stroms und treibt diesen an.
Ohne das Vorhandensein einer elektrischen Quelle gibt es keinen Stromfluss. Sollte dir aber ein Schaltplan vorliegen, ohne dass dort eine Quelle zu finden ist, prüfe die Richtigkeit bevor du fortfährst.
Dabei ist die elektrische Quelle, der Antrieb für die Ladungsträger. Diese werden dann in den einzelnen Bauteilen in andere Energieformen umgewandelt. Hierzu zählen Energieformen wie
- mechanische Energie
sowie
- Wärmeenergie
sowie
- Strahlungsenergie (Licht)
Elektrische Quelle – Polung
Unabhängig davon ob es sich um eine Spannungsquelle oder Stromquelle handelt, es liegt aber immer ein Pluspol und auch ein Minuspol vor.
- Handelt es sich um einen Gleichstrom ist die Polung festgelegt und somit auch die Richtung des Stromflusses.
oder
- Handelt es sich hingegen um einen Wechselstrom, so ändert sich die Polung ständig. Damit ändert sich auch jedes Mal der Stromfluss in seiner Richtung.
Elektrische Quelle – Form der Energielieferung
Jetzt unterscheiden wir die Formen der Energielieferung.
Batterien (Gleichspannung)
Werden in unterschiedliche Formen aufgeteilt:
– Alkali-Batterien
sowie
– Monozellen
und
– Blockbatterien
Die Batterien können als Energielieferant (Elektrische Quelle) nur einmalig entladen werden.
Der Techniker bezeichnet sie als galvanische Elemente oder elektrochemische Quellen, da sie chemische Energie in elektrische Energie umformen.
Eine Sonderform der Batterie ist der Akkumulator. Dieser lässt sich wieder aufladen, indem ihm elektrische Energie zugeführt wird und somit einen Ladungsträgertrennung im Inneren bewirkt.
Elektrische Quelle – Kraftwerksgeneratoren (Wechselspannung)
Diese können lediglich dahingehend unterschieden werden, welcher Primärenergieträger zugeführt wird.
–Kohlekraftwerke
sowie
–Steinkohlekraftwerke
sowie
–Kernkraftwerke
sowie
–Gezeitenkraftwerke
außerdem
–Wasserkraftwerke
als auch
–Windkraftwerke
und
–Solarkraftwerke (Solartürme)
– aber auch weitere
Alle vereint, dass die elektrische Energie aus mechanischer Energie gewonnen wird.
Wenn du zu den Technikern gehörst, die gerne morgens im Dunkeln mit dem Fahrrad zur Arbeit fahren, dann nutzt du mit deinem Dynamo (Generator) mechanische Energie. Diese von dir selbst erbrachte Energie wird genutzt um die Glühbirne an deinem Fahrrad mit elektrischer Energie zu versorgen.
Es sei denn du verwendest ein Batterie betriebenes LED-Licht. Diese gehört dann wieder zu Gruppe der Batterien.
Kennzeichnung der elektrischen Quellen [Gleichstromquellen, Gleichspannungsquellen]
Wenn du als Techniker einen Schaltplan in den Händen hältst, dann kannst du direkt zwischen einer Gleichspannungsquelle und einer Wechselspannungsquelle unterscheiden. Beide werden unterschiedlich in Schaltpläne eingetragen. In der nächsten Abbildung findest du die Unterscheidung:
- Gleichspannungquelle: Kennzeichnung mit + und – , wobei die Polung final festgelegt wird.
- Wechselspannungsquelle: Kennzeichnung mit einem ~. Hier wechselt die Polung 50 Mal pro Sekunde.
Das Europäische Stromnetz ist ein Verbundnetz, weit über die Grenzen Deutschlands hinaus. Damit diese Stromnetz stabil läuft und nicht zusammenbricht, darf es von der Frequenz 50Hz (50 Polwechsel pro Sekunde) nicht abweichen. Jede Abweichung führt zu einem Zusammenbruch.
Im nächsten Kurstext betrachten wir zuerst die ideale sowie reale Spannungsquelle im Detail.
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