Spannungsquelle
Eine ideale Spannungsquelle ist ein Gerät mit zwei Anschlüssen, das einen festen Spannungsabfall über seinen Anschlüssen aufrechterhält. Sie wird oft als mathematische Abstraktion verwendet, die die Analyse von realen elektrischen Schaltungen vereinfacht. Wenn die Spannung an einer idealen Spannungsquelle unabhängig von jeder anderen Variablen in einem Stromkreis angegeben werden kann, wird sie als unabhängige Spannungsquelle bezeichnet. Umgekehrt wird die Spannung an einer idealen Spannungsquelle, die von einer anderen Spannung oder einem Strom in einem Stromkreis bestimmt wird, als abhängige oder gesteuerte Spannungsquelle bezeichnet. Ein mathematisches Modell eines Verstärkers enthält z. B. abhängige Spannungsquellen, deren Größe durch eine feste Beziehung zu einem Eingangssignal bestimmt wird. Bei der Analyse von Fehlern in elektrischen Energieversorgungssystemen kann das gesamte Netzwerk von miteinander verbundenen Quellen und Übertragungsleitungen sinnvollerweise durch eine ideale (Wechsel-)Spannungsquelle und eine einzige Ersatzimpedanz ersetzt werden.
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| Ideale Spannungsquelle | Ideale Stromquelle |
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| Gesteuerte Spannungsquelle | Gesteuerte Stromquelle |
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| Batterie von Zellen | Einzelzelle |
Der Innenwiderstand einer idealen Spannungsquelle ist Null; sie ist in der Lage, jede beliebige Strommenge zu liefern oder aufzunehmen. Der Strom durch eine ideale Spannungsquelle wird vollständig durch den äußeren Stromkreis bestimmt. Bei Anschluss an einen offenen Stromkreis ist der Strom gleich Null und damit die Leistung gleich Null. Bei Anschluss an einen Lastwiderstand geht der Strom durch die Quelle gegen unendlich, wenn der Lastwiderstand gegen Null geht (Kurzschluss). Eine ideale Spannungsquelle kann also unendlich viel Strom liefern.
Wenn zwei ideale unabhängige Spannungsquellen direkt parallel geschaltet werden, müssen sie genau die gleiche Spannung haben; andernfalls entsteht ein logischer Trugschluss, ähnlich wie beim Aufschreiben der Gleichung 1 = 2 {\displaystyle 1=2}
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Parallel geschaltete Spannungsquellen teilen sich die Last des Stroms: Wird ein exaktes Duplikat der Spannung parallel zur ursprünglichen geschaltet, liefert jede von ihnen die Hälfte des Stroms, den die ursprüngliche Spannungsquelle liefern würde. Für den Rest der Schaltung hat sich nichts geändert: Diese beiden Spannungsquellen liefern zusammen die gleiche Spannung und den gleichen Strom wie die ursprüngliche allein.