(ET2-08) Elektrische Quellen – Stromquellen und Spannungsquellen

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Inhaltsverzeichnis:

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

 

Merk’s dir!

Eine Quelle ist in der Elektrotechnik der Ursprung eines elektrischen Stroms und treibt diesen an.

 

Elektrische Quellen - Techniker bei der Arbeit
Elektrische Quellen – Techniker bei der Arbeit

 

Elektrische Quelle – [Stromquellen, Spannungsquellen]

In der Elektrotechnik unterscheidet der Techniker zwei Formen von Elektrischen Quellen.

  1. Spannungsquellen (ideal/real)
  2. Stromquellen (ideal/real)

In seltenen Fälle zählt man auch noch die Elektrizitätsquellen hinzu.

Merk’s dir!

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.

Merk’s dir!

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.

Elektrische Quelle - Gleichspannungsquelle mit Polung
Elektrische Quelle – Gleichspannungsquelle mit Polung
Elektrische Quelle – Gleichspannungsquelle mit Polung

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

Elektrische Quellen - Macht des Stromflusses
Elektrische Quellen – Macht des Stromflusses

Die Batterien können als Energielieferant (Elektrische Quelle) nur einmalig entladen werden.

 

Galva… Wer?…

Der Techniker bezeichnet sie als galvanische Elemente oder elektrochemische Quellen, da sie chemische Energie in elektrische Energie umformen.

 

Merk’s dir!

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

Elektrische Quellen - Generatorenhalle
Elektrische Quellen – Generatorenhalle

Alle vereint, dass die elektrische Energie aus mechanischer Energie gewonnen wird.

 

Beispiel!

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:

Gleichspannungsquelle, Wechselspannungsquelle - Schaltzeichen
Gleichspannungsquelle, Wechselspannungsquelle – Schaltzeichen
Stromquelle und Spannungsquelle

 

  • Gleichspannungquelle: Kennzeichnung mit + und – , wobei die Polung final festgelegt wird.
  • Wechselspannungsquelle: Kennzeichnung mit einem ~. Hier wechselt die Polung 50 Mal pro Sekunde.

 

Ein gemeinsames Europa…

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.

Elektrische Quellen - Stromtrassen
Elektrische Quellen – Stromtrassen

 

Was kommt als Nächstes?

Im nächsten Kurstext betrachten wir zuerst die ideale sowie reale Spannungsquelle im Detail.

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