Spannungsquelle + Stromquelle: Beschreibung und Unterschiede

Um Schaltungen in der Elektrotechnik / Elektronik mit Energie zu versorgen benötigt man Spannungsquellen und Stromquellen. Welche Eigenschaften Stromquellen und Spannungsquellen haben, welche Unterschiede es zwischen Spannungsquelle und Stromquelle gibt und wie man mit diesen arbeitet wird in den folgenden Abschnitten besprochen. Dieser Artikel gehört zu unserem Bereich Elektrotechnik.

Beginnen wir mit den Grundlagen zu diesem Gebiet: Egal ob Handygerät, PC, Auto oder Fernseher. Ohne Spannung und Strom ist nichts davon zu gebrauchen. Wir benötigen daher Spannungsquellen und/oder Stromquellen für den Betrieb. Sehen wir uns kurz an, was man darunter versteht.

• Spannungsquelle: Eine Spannungsquelle ist ein elektronisches Bauelement oder eine elektrische Schaltung mit zwei Anschlüssen, die eine elektrische Spannung liefert.
• Stromquelle: Eine Stromquelle ist ein elektronisches Bauelement oder eine elektrische Schaltung mit zwei Anschlüssen, die einen elektrischen Strom liefert.

Schaltzeichen:

Um Spannungsquellen und Stromquellen in Schaltungen einzuzeichnen benötigt man ein entsprechendes Schaltzeichen. Diese werden manchmal mit und manchmal ohne Anschlüsse eingezeichnet. In den beiden folgenden Grafiken sind die Anschlüsse mit eingezeichnet.

Unterschied Spannungsquelle Stromquelle

Eine Spannungsquelle liefert Spannung, eine Stromquelle liefert Strom. "Moment mal" werden sich einige jetzt denken. Laut Ohmschen Gesetz kann ein Strom doch nur fließen, wenn eine Spannung existiert. Warum gibt es dann auf einmal einen Unterschied zwischen einer Stromquelle und einer Spannungsquelle?

Folgender Hintergrund: Um Schaltungen richtig betreiben zu können, benötigt man eine konstante Spannung, zum Beispiel immer 12 V. Dies muss unabhängig davon passieren, ob an der Spannungsquelle 5 oder 10 Bauteile hängen und entsprechend etwas mehr oder weniger Strom benötigen. Eine Spannungsquelle hat somit die Aufgabe eine bestimmte Spannung unabhängig von der Last zur Verfügung zu stellen. Logischerweise geht dies nur in bestimmten Grenzen, unendlich Strom kann keine Quelle liefern.

Bei der Stromquelle ist es umgekehrt: Hier soll der Strom nur gering von der elektrischen Spannung an seinen Anschlusspunkten abhängen. Der Strom ist im Idealfall unabhängig vom jeweilig angeschlossenen Verbraucher. Auch hier gibt es natürlich technische Grenzen für die Belastbarkeit.

Ideale und reale Spannungsquelle und Stromquelle:

Eine ideale Spannungsquelle hat unabhängig von ihrer Belastung an den Anschlussklemmen immer die gleiche Spannung, Daher die Bezeichnung ideal. Der Innenwiderstand einer solchen Quelle müsste R_I = 0 sein. Aus physikalischen Gründen kann man jedoch keine Spannungsquelle ohne Innenwiderstand bauen. Daher hat eine echte, eine reale Spannungsquelle immer einen Innenwiderstand größer als Null.

Eine Stromquelle bezeichnet man als ideale Stromquelle, wenn deren Innenwiderstand unendlich groß ist. Auch die ist in der Realität nicht umzusetzen. Reale Stromquellen besitzen immer einen endlichen Innenwiderstand.

Weiterführende Themen

Wir haben uns hier mit den Grundlagen zur Spannungsquelle und Stromquelle befasst. Es gibt jedoch noch weitere Themen, die in diesem Zusammenhang interessant sind. Diese möchten wir hier kurz vorstellen und die passenden Artikel verlinken:

• Leerlaufspannung / Quellenspannung: Die Leerlaufspannung ist die an den Klemmen einer unbelasteten Spannungsquelle gemessene elektrische Spannung. Mehr hierzu im Artikel Leerlaufspannung.
• Klemmenspannung: Unter der Klemmenspannung versteht man die Spannung, welche zwischen dem Pluspol und dem Minuspol einer Spannungsquelle vorhanden ist. Mehr hierzu im Artikel Klemmenspannung
• Ersatzschaltbild und Innenwiderstand: Ein Ersatzschaltbild ist eine Ersatzschaltung, die sich elektrisch genauso verhält wie die ursprüngliche elektrische Schaltung. Mehr hierzu im Artikel Ersatzschaltbild.
• Kurzschlussstrom: Ein elektrischer Kurzschluss ist eine nahezu widerstandslose Verbindung der beiden Pole einer Spannungsquelle durch die eine Spannung zwischen diesen Teilen auf einen Wert nahe null fällt. Mehr im Artikel Kurzschlussstrom.

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