Erzeugerzählpfeilsystem

Aktive Zweipole geben elektrische Energie ab (sind Erzeuger elektrischer Energie) und sind meist Umformstellen nichtelektrischer in elektrische Energie (zum Beispiel: Batterie: chemische in elektrische, Generator: mechanische in elektrische). Von den aktiven Zweipolen geht ein Umlaufdrang auf die Ladungsträger der Strombahn aus.

Bei Anschluss eines Lastwiderstandes an eine Gleichspannungsquelle fließt bei positiver Klemmenspannung U der Klemmenstrom I aus der positiven Klemme heraus, wie in der Abbildung dargestellt. Demgemäß spricht man von einem Erzeugerzählpfeilsystem, wenn der Bezugssinn für Spannung und Strom am Zweipol entgegensetzt zueinander gerichtet ist.

Abbildung: Erzeugerpfeilsystem

Dieser unterschiedliche Bezugssinn der Klemmengrößen U und I beim Erzeuger- und Verbraucherzählpfeilsystem wird deutlich, wenn man einen Zweipol betrachtet, der sowohl aktives als auch passives Verhalten zeigt.

Die Strom-Spannungskennlinie einer Fotodiode gemäß nachfolgender Abbildung ist hier als Beispiel in einem Verbraucherzählpfeilsystem aufgetragen.

Abbildung: Kennlinienfeld einer Fotodiode
(qualitativ)

Im 1. Quadranten (Durchlassrichtung) und im 3. Quadranten (Sperrrichtung) verhält sich die Diode wie ein passives Element: der Klemmenstrom \( I \) und die Klemmenspannung \( U \) an der Diode sind gleichsinnig orientiert (Diodenbetrieb).

Für \( I = 0 \) (Leerlauf) steht an den Klemmen der Diode die positive Leerlaufspannung \( U_\mathrm{L} \) zur Verfügung.
Bei Belastung mit einem Widerstand fließt nun ein Strom aus der Diode heraus. Die Diode arbeitet als Stromgenerator im 4. Quadranten des Kennlinienfeldes und wird als Fotoelement bezeichnet. Im Kurzschlussbetrieb (\( U = 0 \)) fließt der Kurzschlussstrom \( I_\mathrm{K} \).

Die Darstellung der Kennlinie zwischen Leerlaufspannung \( U_\mathrm{L} \) und Kurzschlussstrom \( I_\mathrm{K} \) (hier im 4. Quadranten abgebildet) in einem Erzeugerzählpfeilsystem würde mit den oben genannten Festlegungen im 1. Quadranten des Erzeugerzählpfeilsystems erfolgen.