(ET3-08) Zweipoltheorie – Einfach gut erklärt

Zu unseren Spartarifen
Zu unseren Angeboten
Inhaltsverzeichnis:

In diesem Kurstext erklären wir dir als angehenden Techniker aus die Zweipoltheorie auszeichnet und wie du mit dieser Größen in der Elektrotechnik bestimmen kannst.

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: ET3-Netzwerkberechnung

 

 

Merk’s dir!

“Die Zweipoltheorie befasst sich mit der theoretischen Betrachtung sowie der Berechnung von Zweipolen in Netzwerken.”

 

Zweipoltheorie - Anschlüsse
Zweipoltheorie – Anschlüsse

 

Zweipoltheorie – Was ist ein Zweipol?

Merk’s dir!

Ein Zweipol ist ganz einfach gesprochen nicht mehr als eine Anordnung von Schaltelementen, die sich zwischen zwei Klemmen (Anschlüssen) befindet.

 

Anders ausgedrückt:
Können Erzeuger und Verbraucher über nur zwei Klemmen (Anschlüsse) erreicht werden, so spricht der Techniker von einem Zweipol.

 

Kurzer Ausflug in die Wechselstromtechnik

Je nach Klemmenverhalten lassen sich Zweipole unterscheiden, sofern eine sinusförmige Wechselspannung vorliegt.


Resistive Zweipole: Der elektrische Strom verhält sich proportional zur elektrischen Spannung, beide sind stets in Phase.

Induktive Zweipole: Hier ist die Spannung proportional zur zeitlichen Änderung des Stroms. Damit eilt die Spannung dem Strom voraus.

Kapazitive Zweipole: Hier ist der Strom proportional zur zeitlichen Änderung der Spannung. Somit eilt der Strom der Spannung voraus.

 

Zweipoltheorie – Arten von Zweipolen

Dabei unterscheiden wir in der Gleichstromtechnik immer ob es sich um einen passiven oder einen aktiven Zweipol handelt.

 

Passiver Zweipol

Liegt ein passiver Zweipol vor, so hat dieser zwischen seinen Klemmen keine Spannungsquellen, sondern lediglich Widerstände vorliegen.

Die Widerstände wirken passiv, denn sie nehmen elektrische Energie auf und wandeln sie in andere Energieformen um. So gibt beispielsweise eine elektrische Heizung Energie in Form von Wärme an die Umgebung ab.

Schaltet man hier mehrere Widerstände zusammen so können wir diese durch einen einzelnen Widerstand ersetzen, welcher das gleiche Verhältnis \frac{U}{I} besitzt, wie der passive Zweipol.

Zweipoltheorie - 2 Anschlüsse
Zweipoltheorie – 2 Anschlüsse

 

Zu besseren Verständnis schaue dir nun die nächste Abbildung an:

Zwischen den Klemmen A und B liegt ein passiver Zweipol aus einer gemischten Schaltung von Widerständen vor.

Wir können nun den Zweipol durch einen Ersatzwiderstand R_{ers} austauschen. Diese Umwandlung findest du in der nächsten in der Abbildung:

Zweipoltheorie - Ersatzschaltung
Zweipoltheorie – Ersatzschaltung

 

Der Ersatzwiderstand muss folgerichtig gleich dem Gesamtwiderstand der gemischten Schaltung entsprechen:

R_{ers} = R_a = R_{ges}

 

Aktiver Zweipol

Ein aktiver Zweipol liegt vor, wenn mindestens eine Quellenspannung zwischen den Klemmen A und B existiert, welche elektrische Energie abgibt. Auch eine Schaltung aus mehreren Widerständen und mehreren Quellenspannungen bezeichnet man als aktiven Zweipol.


An den Klemmen liegt eine Klemmenspannung vor.

Die Quellenspannungen wirken aktiv, denn sie geben elektrische Energie ab, die im Vorfeld aus anderen Energieformen umgewandelt wurde. So wandelt beispielsweise ein Generator mechanische in elektrische Energie um.

 

Auch für einen derartigen Zweipol kann der Techniker auch eine Ersatzschaltung angeben.

Dabei unterscheidet er zwischen der Spannungsquellenersatzschaltung und der Stromquellenersatzschaltung.

Bei Varianten stellen wir dir in den kommenden beiden Texten vor.

 

Na, schummelt da Jemand?…

Der Zweipol entspricht nicht ganz der Realität, denn es wird davon ausgegangen, dass der Strom ohne zeitlichen Verzug in den Zweipol über eine Klemme (A) fließt, von dieser (A) hin zur anderen Klemme (B) fließt und danach den Zweipol wieder verlässt über die zweite Klemme (B) verlässt.

Obwohl diese Annahmen nicht gänzlich korrekt sind, erlaubt dieses Modell im Vergleich doch eine einfache mathematische Beschreibung von komplexen Stromkreisläufen.

 

Das führt dann auch dazu, dass die Berechnungen vor uns vereinfacht werden.

 

Zweipoltheorie – Besondere Elemente als Zweipole

Merk’s dir!

Es gibt Beispiele für Elemente, die sowohl als passiver wie auch aktiver Zweipol funktionieren.  

Akkumulator
→ beim Laden → passiver Zweipol
→ beim Entladen → aktiver Zweipol

Bauelemente mit gleichen Eigenschaften sind

Spulen,

sowie

Kondensatoren.

 

Und als Nächstes?…

 Nachdem wir jetzt ausreichend über die Zweipoltheorie gesprochen haben, stellen wir dir im nächsten Kurstext ausführlich die Spannungsquellenersatzschaltung vor.

Was gibt es noch bei uns?

Optimaler Lernerfolg durch tausende Übungsaufgaben

 

Übungsbereich (Demo) - Lerne mit mehr als 4000 Übungsaufgaben für deine Prüfungen
Übungsbereich (Demo) – Lerne mit mehr als 4000 Übungsaufgaben für deine Prüfungen

 

Quizfrage 1

 

Quizfrage 2

 

“Wusstest du, dass unter jedem Kursabschnitt eine Vielzahl von verschiedenen interaktiven Übungsaufgaben bereitsteht, mit denen du deinen aktuellen Wissensstand überprüfen kannst?”  

Alle Technikerschulen im Überblick

Zum Verzeichnis der Technikerschulen (Alles Rund um die Schulen)
Zum Verzeichnis der Technikerschulen

 

Kennst du eigentlich schon unser großes Technikerschulen-Verzeichnis für alle Bundesländer mit allen wichtigen Informationen (Studiengänge, Kosten, Anschrift, Routenplaner, Social-Media) ? Nein? – Dann schau einfach mal hinein:   

Was ist Technikermathe?

Unser Dozent Jan erklärt es dir in nur 2 Minuten!

Oder direkt den > kostenlosen Probekurs < durchstöbern? – Hier findest du Auszüge aus jedem unserer Kurse!

Geballtes Wissen in derzeit 26 Kursen

Hat dir dieses Thema gefallen?Ja? – Dann schaue dir auch gleich die anderen Themen zu den Kursen 

WT3 (Werkstoffprüfung) und
TM1 (Technische Mechanik – Statik) an. 

Lerne nun erfolgreich mit unserem Onlinekurs Technische Mechanik 1
TM1 (Technische Mechanik)
Lerne nun erfolgreich mit unserem Onlinekurs Werkstofftechnik 3
WT3 (Werkstoffprüfung)

 

Perfekte Prüfungsvorbereitung für nur 14,90 EUR/Jahr pro Kurs

++ Günstiger geht’s nicht!! ++

 

 

Oder direkt Mitglied werden und Zugriff auf alle 26 Kurse  (inkl.  Webinare  + Unterlagen) sichern ab 7,40 EUR/Monat  ++ Besser geht’s nicht!! ++  

 

Social Media? - Sind wir dabei!

Kennst du eigentlich schon unseren YouTube-Channel? – Nein? – Dann schau super gerne vorbei:

Technikermathe auf Youtube 

Mehr Videos zu allen Themen des Ingenieurwesens auf Youtube

  Immer auf dem neuesten Stand sein? – Ja? – Dann besuche uns doch auch auf

Technikermathe auf Instagram 

Sei immer auf dem neuesten Stand und besuche uns auf Instagram

Technikermathe auf Facebook

Sei immer auf dem neuesten Stand und besuche uns auf Facebook

Dein Technikermathe.de-Team

Zu unseren Kursen
Zu unseren Kursen