Zweipoltheorie
Das Anliegen der Zweipoltheorie ist es, durch geeignetes Zusammenfassen von mehreren aktiven und/oder passiven Schaltungselementen (elementaren Zweipolen) zu einem Ersatzzweipol, eine Vereinfachung eines gegebenen Netzwerkes zu erreichen, um z.B. eine Klemmenspannung oder einen Klemmenstrom zu berechnen.
Motiviert wird der Einsatz der Zweipoltheorie immer dann, wenn nur ein Strom in einem Netzwerk gesucht wird oder sich ein nichtlineares Element im Netzwerk befindet. Dazu wird das Netzwerk soweit zusammengefasst, dass sich die gesuchte Größe über die Beziehungen des Grundstromkreises ermitteln lassen.
Die nachfolgend beschriebenen Rechenschritte sollen die Anwendung der Methode anhand der Schaltung verdeutlichen.
In der gegebenen Schaltung sei der Spannungsabfall \( U_\mathrm{R3} \) am Widerstand \( R_3 \) zu bestimmen.
Die Schaltung wird an der Stelle des Widerstandes \( R_3 \) aufgetrennt. Es entstehen 2 Zweipole.
Die Schaltung ohne \( R_3 \) ist nun zu einem aktiven Ersatzzweipol zusammenzufassen.
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Der aktive Ersatzzweipol kann durch folgende (elektrisch äquivalente) Ersatzquellen gebildet werden:
eine reale Stromquelle eine reale Spannungsquelle -
An die Klemmen des herausgetrennten Zweipols (der Widerstand \(R_3\)) wird der ermittelte Ersatzzweipol angeschlossen.
Im Ergebnis erhalten wir eine dem Grundstromkreis äquivalente Schaltung.
In dem entstandenen Grundstromkreis wird der gesuchte Parameter - hier die Spanuung \( U_\mathrm{R3} \) über \( R_3 \) - berechnet.
Mit Hilfe einer:Stromquellenersatzschaltung Spannungsquellenersatzschaltung