Äquivalente Strom- und Spannungsquellen
Du möchtest wissen, was äquivalente Strom- und Spannungsquellen sind? Hier erklären wir dir genauer, wie man Strom- und Spannungsquellen ineinander umwandeln kann.
In unserem Video haben wir dir das alles in kürzester Zeit graphisch aufbereitet, schau doch mal rein.
Inhaltsübersicht
Äquivalente Strom- und Spannungsquellen einfach erklärt
Je nachdem wie du deine Schaltung analysieren willst, kann es sinnvoll sein eine Spannungsquelle in ihre äquivalente Stromquelle umzuwandeln. Gleiches gilt auch für die Umwandlung in die andere Richtung. Wichtig ist, dass du verstehst, dass es unerheblich ist ob du deine Quelle als Spannungsquelle oder als Stromquelle repräsentierst. Äquivalente Spannungs -und Stromquellen verhalten sich bezüglich ihrer Klemmen identisch. Schließt du eine Schaltung an ihre Klemmen an, wird für beide Quellen der selbe Strom fließen und die selbe Spannung an der Schaltung abfallen.
Umwandlung der Strom- und Spannungsquellen
Wie du sicherlich weißt, gibt es reale Strom- und Spannungsquellen. Ihr Ersatzschaltbild besteht aus einer idealen Strom- beziehungsweise Spannungsquelle und einem Innenwiderstand 
. Mithilfe des Ohm’schen Gesetzes kannst du sie ineinander umwandeln.
Spannungsquelle in Stromquelle umwandeln
Möchtest du die äquivalente Stromquelle einer Spannungsquelle bestimmen, musst du zunächst den Kurzschlussstrom berechnen indem du die Klemmen kurzschließt. Der Kurzschlussstrom der Spannungsquelle entspricht dann dem Quellenstrom der Stromquelle.
Der Innenwiderstand bleibt identisch. Allerdings ist er nun parallel zur zur Stromquelle.
Stromquelle in Spannungsquelle umwandeln
Die Umwandlung von einer Stromquelle in eine Spannungsquelle erfolgt über:
Die Quellenspannung der Spannungsquelle entspricht also der Leerlaufspannung der Stromquelle. Der Innenwiderstand der Spannungsquelle ist auch hier identisch mit dem der Stromquelle. Er wird nun allerdings in Reihe angeordnet.
Beispiel Spannungsquelle in Stromquelle umwandeln
Nun wollen wir uns das Ganze an einem Beispiel etwas genauer anschauen.
Wie du dem Ersatzschaltbild entnehmen kannst, liegt eine Quellenspannung von 
und ein Innenwiderstand von 
vor. Wir wollen die Kennwerte der äquivalenten Stromquelle bestimmen. Den Quellenstrom berechnen wir mit dem Ohm’schen Gesetz.
Beispiel Belastete Strom -und Spannungsquelle
Wenn du an äquivalente Strom- und Spannungsquellen eine Last anschließt, sind der Strom durch den Lastwiderstand und die Spannung, die an der Last abfällt, gleich. Das wollen wir anhand des Beispiels genauer anschauen und schließen dafür einen Lastwiderstand von 
an beide Quellen an.
Zunächst berechnen wir den Strom 
mit angeschlossener Spannungsquelle. Mit dem Ohm’schen Gesetz und der Reihenschaltung der Widerstände ergibt sich die Rechnung:
Jetzt setzt du die Werte ein und erhältst das Ergebnis 
. Als Nächstes bestimmen wir den Strom 
mit der äquivalenten Stromquelle. Dazu nehmen wir den Stromteiler zu Hilfe.
Der Strom teilt sich auf die zwei Zweige auf. Im Nenner des Stromteilers steht die Summe der Widerstände und im Zähler der Widerstand im genau anderen Zweig.
Jetzt kannst du wieder die Zahlenwerte einsetzen. 
ergibt 
. Das kannst du kürzen und erhältst so 
. Der Laststrom ist genau derselbe an den unterschiedlichen Quellen. Die Strom- und Spannungsquelle sind also wirklich äquivalent. Die über dem Lastwiderstand abfallende Spannung U kannst du jetzt ganz einfach mit dem Ohm’schen Gesetz berechnen.
Die Formel gilt für beide Quellen und ergibt eine Spannung von 15 Volt. Übrigens sind auch Kurzschlussstrom und Leerlaufspannung von äquivalenten Quellen dieselben. Das kannst du, wenn du uns nicht glaubst, selbst mal nachrechnen. Damit weißt du, wie du Strom- in Spannungsquellen umwandelst!