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Diskussion:Schwingkreis

2025-04-25T11:59:16Z

Modalanalytiker: /* Erzwungene Schwingungen im Parallelkreis */ Antwort

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== Vorzeichen bei Lsg DGL idealer Schwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Stimmt, danke für den Hinweis, Annahme überlesen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 11:43, 10. Jan. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:23, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Erledigt.}}

== Schaltgrafik freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich wollte ohnehin nochmal die Pfeile durch geradlinige farbige ersetzen (Norm) und damit alle Bilder einheitlich wirken. Hatte ich deinen Vorschlag dazu richtig verstanden, dass du es vorziehen würdest den Spulenspannungspfeil umzudrehen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 12:41, 11. Jan. 2025 (CET)

:Ich denke, man sollte die Richtungen so lassen. Dann kann man daraus auch leicht einen „fremderregten“ realen Reihenschwingkreis machen. Vielleicht kannst du den Kondensator „nach unten“ verlagern, dann wäre „links“ Platz für eine erregende Quelle. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:30, 11. Jan. 2025 (CET)

::Seh ich auch so, sonst hätte man die Annahme zur Bepfeilung im Text ändern müssen und im Bild wäre ein Minuszeichen aufgetaucht. So bleibt es minimalistisch. Platz für einen externen Erreger klingt sinnvoll, dies aufgreifend, würde es sich anbieten auch den "allgemeinen Fall" mathematisch im Artikel zu behandeln. Hast du Lust den fehlenden Baustein (hier auf der Diskseite) aufzusetzen? An Details könnte man gemeinsam feilen. [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:53, 11. Jan. 2025 (CET)

:::Den Abschnitt [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|Realer Reihenschwingkreis]] gibt es ja schon, wenn auch mit „schwachem Text“ und „gedrungener“ Bebilderung. Aber ''freie'' und ''erzwungene'' Schwingungen sollte man in diesem Artikel nicht „mischen“. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:52, 11. Jan. 2025 (CET)
::::Mischen war auch nicht meine Intention, dass hast du vermutlich missverstanden. Mir geht es um die mathematische Behandlung des Reihenschwingkreis mit ex. Erreger in Form einer DGL. Dies kann man hier aufsetzen. In welchen Abschnitt das eingebaut wird, ist eine gänzlich andere Frage und muss hier nicht sofort entschieden werden, am besten vermutlich ein Unterabschnitt von [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erwz. Schw. im RSK]]. Möchtest du einen Entwurf hierzu aufsetzen, sonst kann ich das gern machen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 21:31, 11. Jan. 2025 (CET)

:::::Erzwungene Schwingungen in Resonanzkreisen werden nicht mit DGLs, sondern mit Hilfe der [[Komplexe Wechselstromrechnung|komplexen Wechselstromrechnung]] behandelt. Dazu nimmt man nur die (komplexe) Impedanz des Reihenschwingkreises her und stellt deren Ortskurve bzw. den Frequenzgang von deren Betrag und Phase dar und interpretiert das Ganze. Und das wurde hier ja schon (vielleicht etwas ungünstig) getan. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:53, 11. Jan. 2025 (CET)
::::::Mit absoluten Wahrheiten bin ich persönlich immer vorsichtig, es gibt stets mehrere Ansätze zur Problemlösung. Konsistenz vor persönlicher Präferenz ist hier ein guter Leitsatz. Konsistent wäre eine Behandlung analog zu den freien Schwingungen vermöge einer DGL. Komplexe Wechselstromrechnung ist letztlich nur eine Algebraisierung der DGL mithilfe von LP-Trafo bzw. Fourier-Trafo. Ich stelle nun meinen Ansatz vor, dann können wir konkret darüber sprechen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:53, 11. Jan. 2025 (CET)
:::::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Hier wie angekündigt der Entwurf als Diskussionsgrundlage. Die Gleichung ergibt sich sehr anschaulich unmittelbar aus der Maschenregel (siehe Schaltbild unten) und die Lösung der DGL ist elementar. Mein Vorschlag wäre, dies an den Anfang direkt im Abschnitt [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis]] einzugliedern, nachdem wir eine finale Version erarbeitet haben. 1. Hast du Ergänzungs- oder Verbesserungsvorschläge hierzu? 2. Siehst du eine anderen Abschnitt zur Eingliederung als geeigneter an? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:13, 12. Jan. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:23, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Artikel inzwischen überarbeitet.}}

== Entwurf (in progress): Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis ==

[[Datei:Erzwungene_Schwingungen.png|mini|221px|Schaltbild zu erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis. Machenregel liefert:
<math>u_e=u_C+R\, i+u_L</math>]]

[[Datei:Stromamplitude Reihenschwingkreis.png|mini|220px|Erzwungene Schwingung im Reihenschaltkreis: [[Amplitudengang]] des Stroms <math>i_0(\omega)</math> für verschiedene Widerstandswerte <math>R</math> .]]

Analog zur Behandlung der freien Schwingungen im realen Schwingkreis ergibt sich für eine Reihenschaltung von Kapazität <math>C</math>, Widerstand <math>R</math> und Induktivität <math>L</math>, an welche eine äußere Spannung <math>u_e(t)</math> einer idealen Wechselspannungsquelle angelegt wird, mit dem Maschensatz folgende Gleichung (Bepfeilung siehe Schaltbild: Ideale Wechselspannungsquelle im [[Erzeugerzählpfeilsystem|EZV]], alle anderen Schaltelemente im [[Verbraucherzählpfeilsystem|VZS]]):

:<math>u_e=u_C+R\cdot i+u_L</math>

Hierbei ist <math>u_C=Q/C</math> und <math>u_L=L\frac{di}{dt}</math>. Einsetzen und Differenzieren nach der Zeit ergibt

:<math>\frac{du_e}{dt}=\frac{i}{C}+R\cdot\frac{di}{dt}+L\cdot\frac{d^2i}{dt^2}</math>
Dies ist eine lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung und lässt sich besonders leicht mit einem komplexen Ansatz lösen. Natürlich muss jede physikalische Lösung reell sein. Aufgrund der Linearität der Gleichung müssen Real- und Imaginärteil einer Lösung jeder für sich die Gleichung lösen. Wiederum aufgrund der Linearität ist jede reelle Linearkombination reeller Lösungen eine physikalische Lösung.

Einsetzen des komplexen Ansatzes (imaginäre Einheit hier: <math> \mathrm{j}</math>)

:<math> u_e(t)=u_0\cdot e^{\mathrm{j}\omega t}</math>, <math>\;</math> <math> i(t)=i_0\cdot e^{\mathrm{j}(\omega t-\varphi)}</math>

in die Differentialgleichung liefert

:<math> \mathrm{j}\,\omega u_e=\bigl(\frac{1}{C}+\mathrm{j}\,\omega R-L\omega^2 \bigr)i</math> <math>\quad\quad(*)</math>

Damit ergibt sich für die [[Elektrische Impedanz|Gesamtimpedanz]]

:<math> Z=\frac{u_e}{i}=\frac{u_0}{i_0}\, e^{\mathrm{j}\varphi}=R+\mathrm{j}\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)</math>

und deren Betrag ([[Scheinwiderstand]]) entsprechend

:<math> |Z|=\frac{u_0}{i_0}=\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}</math> <math>\quad\quad (1)</math>

Die [[Phasenverschiebung]] <math>\varphi </math> erhält man aus

:<math>\tan\varphi=\frac{\mathrm{Im}\, Z}{\mathrm{Re}\, Z}=\frac{\omega L-\frac{1}{\omega C}}{R}</math> <math>\quad\quad (2)</math>

Gibt man beispielsweise als äußere harmonische Erregung <math>\mathrm{Re}\{u_e(t) \}=u_0\cos(\omega t)</math> mit frei wählbarer Amplitude <math>u_0>0</math> und Erreger(kreis)frequenz <math>\omega>0</math> vor, so löst der Strom

:<math>\mathrm{Re}\{i(t) \}=i_0\cos(\omega t-\varphi)</math>

zusammen mit der vorgegebenen Erregung obige Differentialgleichung. Die Parameter <math>i_0</math> und <math>\varphi</math> des Stroms sind hierbei über <math>(1)</math> und <math>(2)</math> eindeutig festgelegt, da <math>R,L,C</math> als Kenngrößen des Schwingkreises sowie Erregeramplitude <math>u_0>0</math> und Erregerfrequenz <math>\omega>0</math> vorgegeben sind. Hervorzuheben ist hierbei die Abhängigkeit der Phasenverschiebung <math>\varphi=\varphi(\omega) </math> sowie der Stromamplitude

:<math> i_0(\omega)=\frac{u_0}{\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}}</math>

von der Erregerfrequenz <math>\omega</math> (s. Abb. rechts). Stimmt die Erregerfrequenz <math>\omega</math> mit der ''Resonanzfrequenz'' <math>\omega_r=1/\sqrt{LC}</math> des Reihenschwingkreises überein, so wird die Stromamplitude <math>i(\omega_r)=u_0/R </math> maximal. Dieser Fall heißt [[Amplitudenresonanz]] und <math>i_r:=u_0/R </math> ''Resonanzamplitude''.

--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:01, 12. Jan. 2025 (CET)

:Ich kann nur wiederholen: Vor über 100 Jahren haben die Elektrotechnik-Ingenieure die [[komplexe Wechselstromrechnung]] (die mit Fourier- und Laplace-Transformation erst mal nichts zu tun hat) erfunden, um keine DGLs mehr aufstellen und lösen zu müssen. Alle Lehrbücher der Elektrotechnik führen diese anfangs ein, um damit später die Wechselstrom-Netzwerke und insbesondere die Resonanzkreise zu beschreiben und zu analysieren. In manchen Fällen (wenn beim Leser keine komplexen Zahlen vorausgesetzt werden können) werden Schwingkreise auch nur mit Hilfe von Zeigerdiagrammen analysiert. Auf alle Fälle ist es didaktisch nicht vernünftig, für den Reihenschwingkreis an dieser Stelle nochmals die DGL aufzustellen und zu lösen, da die gefundene Lösung viel einfacher und plausibler mit der komplexen Wechselstromrechnung gefunden wird: Dazu werden im Schaltbild die Signale (einschließlich Erregung) mit (evtl. unterstrichenen) Großbuchstaben beschriftet (<math>\underline U_e</math>, <math>\underline I</math>), welche die [[Phasor|komplexen Amplituden]] bezeichnen. Die Netzwerkelemente werden direkt mit ihrer (komplexen) Impedanz beschriftet (also <math>R</math>, <math>j\omega L</math> und <math>\frac{1}{j\omega C}</math>). Jetzt ergibt der Maschensatz <math>\underline U_e=\underline I\cdot\left(R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}\right)</math> sofort die Impedanz <math>\underline Z=\frac{\underline U_e}{\underline I}=R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}</math> (übrigens ist dein Maschensatz falsch: <math>\underline L\cdot u_L</math> ist keine Spannung). Diese Impedanz wird nun interpretiert indem man [[Zeigermodell|Zeigerdiagramme]] und die [[Ortskurve (Systemtheorie)|Ortskurve]] zeichnet sowie Betrag und Phase grafisch darstellt. Davon ausgehend werden in der Literatur zwecks Normierung die 45°-Frequenzen, die relative Bandbreite, die [[Resonanz|Resonanzüberhöhung]], die Schwingkreisgüte und die Verstimmung eingeführt. Das kann man alles im unten angeführten Standard-Lehrbuch von [[Klaus Lunze|Lunze]] oder [[Benutzer:Reseka/Literatur#Allgemeine Elektrotechnik|anderen Werken]] nachlesen und muss sich nichts Neues ausdenken. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 18:32, 12. Jan. 2025 (CET)
::Im Maschensatz, klar ein Typo, das <math>L</math> muss einfach weg, hab ich bereits korrigiert - danke für den Hinweis. Die Fourier-Trafo bildet den Diff-Operator <math>\frac{d}{dt}</math> auf <math>\mathrm{j\omega}</math> ab, und entsprechend für die höheren Ableitungen. Die Fourier-Transformierte der obigen DGL ergibt also exakt die algrebraische Gleichung <math>(*)</math>, diese geht nach Division durch <math>\mathrm{j}\omega</math> und Umsortieren über in <math>u_e=\biggl(R+\mathrm{j}\omega L+\frac{1}{\omega C} \biggr)i</math>. Kann ich auch nur nochmal wiederholen. Die Unterstellung, den Zusammenhang gäbe es nicht, ist daher nicht richtig: Die Anwendung der komplexen Wechselstromrechnung (die nur ein Rechentool ist), wird durch die Fourier-Theorie überhaupt erst mathematisch legitimiert (in der kontinuierlichen Version durch die Fourier-Trafo oder elementarer in der diskreten Version durch die Fourier-Reihenentwicklung unter Ausnutzung des Superpositionsprinzips; die diskrete Variante ist übrigens vor der komplexen Wechselstromrechnung von dem Physiker und Mathematiker Fourier bereits 1822 vor Steinmetz 1889 entwickelt worden, also der Ansatz der Physiker).
::Mir geht es hier um etwas ganz anderes: Es wird momentan etwas einseitig der Standpunkt von Elektrotechnikern/Ingenieuren dargestellt (der Physiker würde jetzt eben Physikstandardwerke zitieren wie den Demtröder Band 2, worin konsequent komplexe Fourier-Reihen als Lösungsansatz der DGLs gewählt werden, also so wie hier aufgezeigt; Gerthsen oder Bock machen es über reelle Fourier-Reihen, auch Physikstandardwerke). Schwingkreise gehören aber genauso zum Grundstudium von Physikern und die sind eben an den Schwingungen (Ampitude, Frequenz, Amplitudengang etc.) selbst interessiert und wählen daher diesen Ansatz. Auch für physikalisch interessierte Mathematiker (selbst im 1. Semester) ist der hier dargestellte Ansatz viel elementarer. Man muss nicht erst in die symbolische Methode einführen, um sowohl die aufgestellte Gleichung wie auch die hier abgeleitete Lösung für die erzwungene Schwingung zu verstehen und selbst die ist im Artikel nirgends angegeben. Auch wenn dies der Fall wäre, ziehe ich ''gerade aus der didaktischen Perspektive'' eine einfache Herleitung vor einem mechanischen Anwenden von Rechentools oder der ''bloßen Angabe einer Lösungfunktion'' vor. Ebenfalls ''aus didaktischer Sicht'', ist ''Wiederholung und Konsistenz'' ein Kernelement ''für erfolgreiche Wissenvermittlung'', was ebenfalls dafür spricht (wieder) den DGL-Ansatz zu verfolgen. Ferner mögen Ortsfunktionen für Elektrotechniker/Ingenieure interessant sein, der Amplitudengang ist jedoch eher für den Physiker (und auch Mathematiker interessant), denn er zeigt (siehe Grafik) sehr deutlich wie das System im Resonanzfall (für <math>R\rightarrow 0 </math>) aus den Fugen gerät.
::Jede Sichtweise/Zugang hat seine Berechtigung und diese Darstellung trägt dazu bei, da Sie Aspekte aufzeigt, die in der bisherigen Darstellung fehlen. Darum wiederhole ich meinen Vorschlag, dies wie oben genannt entsprechend einzugliedern. Hast du gute Gründe, die dagegen sprechen, die verschiedenen Interessengruppen anzusprechen und abzuholen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 20:48, 12. Jan. 2025 (CET)

:::Bisher war das ein „Elektrotechnik-Artikel“. Eine diesbezügliche Änderung solltest du mit dem Hauptautor (der nicht ich bin) und den anderen Autoren abstimmen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:31, 13. Jan. 2025 (CET)
::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Deine Aussage unterstreicht, dass die bisherige Darstellung andere Perspektiven vernachlässigt, da stimme ich zu. Insb. tauchen im Abschnitt "[[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis]]" die ''Schwingungen selbst ''überhaupt gar nicht mehr auf, weder Erregerschwingung (ext. Spannung) noch die erregte Schwingung (der Strom) samt Kenngrößen, Phasenwinkel, Amplitude etc. Diesen Mangel behebt der jetzige Entwurf. Die Hauptargumente stehen oben. Daher wiederhole ich meine Vorschlag, den Entwurf an den Anfang des besagten Abschnitts zu stellen.
::::In der Annahme, dass es sich bei @[[Benutzer:Saure|Saure]], um den Hauptautoren handelt: Gibt es konkret Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 16:36, 13. Jan. 2025 (CET)

:Wenn die Zeichenanzahl ein Kennzeichen für den Hauptautor ist, muss ich mich ja wohl einklinken.
:Ich danke [[Benutzer:Reseka|Reseka]] für sein Gegenhalten und stimme ihm voll zu.
:Konkrete Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf kommen von mir nicht, weil ich den Entwurf ohnehin nicht für hilfreich halte. Die Zeichnung des Amplitudengangs ist abzulehnen, weil sie in den Augen eines Physikers fundamental fehlerhaft ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 17:38, 13. Jan. 2025 (CET)
::''"Für nicht hilfreich halten"'' ist eine pauschal wertende Aussage, zudem ohne Angabe von Sachargumenten, insofern ohne Aussagekraft und Gehalt. Meine Argumente für die Eingliederung des Entwurfs sind oben nachzulesen, dabei bitte gesamten Diskussionsverlauf berücksichtigen und konkret darauf eingehen. Ferner: Was ist an dem Amplitudengang fundamental falsch? Behauptung bitte konkret begründen. Danke. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:14, 13. Jan. 2025 (CET)

'''Aktueller Diskussionsstand zum Entwurf:'''
Nachdem ein ''konstruktives Miteinander'' für die Erarbeitung des vorgeschlagenen Entwurfs von obenstehenden Gesprächspartnern abgelehnt und auf meine zuletzt genannten Argumente ''für'' dessen Eingliederung (oben nachzulesen) weder eingegangen noch eine Antwort auf meine Frage erfolgte, warum in einem verschiedene Interessengruppen berührenden Artikel, diese nicht angesprochen und abgeholt werden sollten, bleiben von denselben Gesprächspartnern unbeantwortet. Statt von "''Miteinander''" ist zuletzt gar von "''Gegenhalten''" die Rede und es folgen pauschal wertende Ablehnung ohne Sachargumente und Aussagekraft.

Dass ''Wiederholung'' gerade ''didaktisch sinnvoll'' und nicht ''"unvernünftig"'' ist, wurde bereits oben von mir angeführt, die ''Unentbehrlichkeit'' von Differentiagl. bei der gründlichen Diskussion von Schwingungen wird im unten stehenden Abschnitt "Effektivwert" unabhängig bestätigt. Aufgrund dieser Sachlage wird der Entwurf nun in den Artikelraum übertragen. Angesichts bisherigen Gesprächsverlaufs wäre eine Löschung des Entwurfs im Artikel billigerweise als Willkür und Boykott zu werten (ähnlich bereits zuvor erfolgter Löschungen mit unfundierten Begründungen "... ''sehe ICH nicht als Verbesserung an.''", falls nötig können weitere willkürliche Löschungen mit Zeitstempel angeführt werden.) {{unsigniert|Jackwelsh007|01:05, 15. Jan. 2025 (CET)}} (Nachtrag Signatur) [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:36, 15. Jan. 2025 (CET)

{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:17, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Ist inzwischen im Artikel eingepflegt.}}

==Effektivwert==
In der Gleichung
:<math>{\displaystyle X_{C}={\frac {U}{I_{C}}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}=-{\frac {1}{\omega C}}\ }</math>
hat der Quotient zweier (stets positiver) Effektivwerte einen negativen Wert. Das sollte korrigiert werden.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:54, 13. Jan. 2025 (CET)

:Die Vorzeicheninkonsistenz ist ein guter Hinweis. Auch die Begründung "''Das negative Vorzeichen steht für die entgegengesetzte Richtung des Strompfeiles.''" ist erläuterungsbedürftig: 1. Was ist mit ''Strompfeil'' gemeint (ein Bezugspfeil oder ein Zeiger eines komplexen Effektivwerts)? 2. ''entgegengesetzt'' wozu? Eine Präzisierung der Fachsprache wäre hier gut und sie hat Auswirkungen auf die Richtigkeit der Aussage. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:23, 14. Jan. 2025 (CET)

::Ich habe den Fehler korrigiert und Text sowie Gleichungen an die Definitionen im Bild angepasst, um Missdeutungen zu vermeiden. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:19, 14. Jan. 2025 (CET)

::::Zwar formal berichtigt, die Ergänzung des Vorzeichens in <math>X_C=-\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_C|}</math> gegenüber <math>X_L=\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_L|}</math> kann auf unbeschlagene Leser jedoch willkürlich wirken. Dies lässt sich durch folgende konsistente und daher didaktisch sinnvollere Darstellung vermeiden und sollte daher angepasst werden:
:::: <math>X_L=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_L}=\omega L</math> <math>\quad</math> und <math>\quad</math> <math>X_C=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_C}=-\frac{1}{\omega C}</math>
:::--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:07, 14. Jan. 2025 (CET)

:::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]]: Die Gleichungen stimmen jetzt, aber ist diese Variante der Korrektur optimal? Ich habe zunächst gedacht, dass der Artikel die komplexe Rechnung vermeiden will, um die Leser mathematisch nicht zu überfordern. Das ist kaum durchzuhalten. Differentialgleichungen sind m. E. nicht Oma-tauglich, aber hier unentbehrlich. Und Elemente der komplexen Rechnung tauchen (aus gutem Grund) auch jetzt schon in mehreren Abbildungen auf und aktuell auch in der besprochenen Änderung. Liegt es da nicht nahe, auch die (sehr einfachen) Spannungsgleichungen von Spule und Kondensator (im VZS) komplex anzuschreiben und dann die einheitliche Definition der beiden Reaktanzen (der Name fehlt noch) gemäß <math>X=\operatorname{Im}{\frac{\underline{U}}{\underline{I}}} </math> zu verwenden? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:39, 14. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:50, 14. Jan. 2025 (CET)

::::@[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] Das stimmt auch. Findest du das Nehmen des Imaginäteils einer imaginären Zahl durch Multiplikation mit -j vorteilhaft gegenüber der expliziten Imag-Funktion? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:01, 14. Jan. 2025 (CET)

:::::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Hab mal die Chronologie anhand der Zeitstempel wiederhergestellt (einfach damit's passt). Zur Frage: Beide Darstellungen sind gebräuchlich, reine Präferenzsache und diesbezüglich bin ich leidenschaftlos, da beide Darstellungen gleichermaßen konsistent und daher didaktisch der bisherigen vorzuziehen sind. Meinethalben gern den Projektor <math>\mathrm{Im}</math>.
::: Erledigt. Da ich eh gerade dabei war die Notation zu harmonisieren und Äquivalenzumformungen zu verschlanken, habe ich den Vorschlag (Im-Operator) gleich mit umgesetzt. {{unsigniert|Jackwelsh007|03:21, 15. Jan. 2025 (CET)}} (Nachtrag Signatur: [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 03:31, 15. Jan. 2025 (CET))
::::Vielleicht gefällt dir die folgende Hinzufügung der Spannungsgleichungen? Leser mit geringeren Kenntnissen der komplexen Rechnung können die eventuell intuitiv verstehen und dann auch die darauf beruhenden Blindwiderstandsgleichungen:

::::Die Ströme werden durch den kapazitiven und induktiven Wechselstrom- oder [[Blindwiderstand]] begrenzt. Für eine Spule mit der Induktivität ''L'' und ihrer Strom-Spannungsgleichung
:::::<math>\underline U=\mathrm{j}\omega L\,{\underline I_L}</math>
::::gilt bei der Frequenz <math>f</math> bzw. der [[Kreisfrequenz]] <math>\omega =2\pi f</math>
:::::<math>X_L =\mathrm{Im}\,\frac{\underline U}{\underline I_L} =\omega L = 2\pi fL \ ,</math>
::::entsprechend für einen Kondensator mit
:::::<math>{\underline I_C}=\mathrm{j}\omega C\,{\underline U}</math>
::::und der Kapazität ''C'':
:::::<math>X_C =\mathrm{Im}\,\frac{\underline U}{\underline I_C} = -\frac 1{\omega C}= -\frac 1{2\pi fC} \ .</math>
::::Das negative Vorzeichen ... --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:49, 15. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:53, 15. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:05, 15. Jan. 2025 (CET)
:::::Definitiv sinnvoll: Erspart mit der Sache weniger vertrauten Lesern Durchforsten anderer Artikel nach dem "relevanten Input" für darauffolgende Gleichungen und macht den Abschnitt somit in sich geschlossener und lesefreundlicher. Hab's bereits eingepflegt.[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:57, 16. Jan. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:21, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Artikel inzwischen überarbeitet.}}

== Zum Abschnitt Erzwungene Schwingungen im Parallelschwingkreis ==

Ich verstehe das Bild 11 und den Inhalt des Abschnitts so, dass die eigentlich zu untersuchende Schaltung - das Original - im linken Bildteil steht und die Schaltung im rechten lediglich als Ersatzschaltung verwendet wird, weil das mathematisch einfacher sei.

Wenn man statt dessen mit dem Original wie beim Reihenschwingkreis vorgeht und als Erregung der Schaltung eine Stromquelle mit dem Quellenstron <math>i_q</math> parallel zu <math>C</math> und <math>L\,\& R_L</math> schaltet, ergibt sich ohne besonderes Hemmnis die Differentialgleichung

<math>LC\frac{\text{d}^2i_L}{\text{d}t^2} + R_LL\frac{\text{d}i_L}{\text{d}t}+i_L=i_q.</math>

Damit kann man so weitermachen, wie schon beim Reihenschwingkreis. Für die Angabe der Stromüberhöhungen steht dann <math>i_q</math> als Bezugsgröße direkt zur Verfügung. Mathematisch schwieriger ist das m. E. nicht.

Beim Parallelschwingkreis eine Spannungsquelle zur Erregung zu verwenden, ist zwar für den Sinusfall zulässig; würde man allerdings einen Einschaltvorgang so modellieren, würde die Parallelschaltung der Spannungsquelle mit dem Kondensator im Allg. einen Maschensatz-Konflikt zwischen den Anfangswerten von Kondensator- und Erregerspannung auslösen. Für den Sinusfall kann man darüber hinweggehen. Da ist es nur ein Argument zweiter Ordnung, aber wenigstens eine Verbeugung an die Modellhygiene. Kurzum: Der Erregung eines Parallelschwingkreises mit einer Spannungsquelle entspricht "modellhygienisch" die Verwendung einer Stromquelle beim Reihenschwingkreis. Aber letzteres macht glücklicherweise niemand. Die "Modellhygiene" ist hier auch nur eine Nebensache. Die Hauptsache ist das Verwenden des Ersatzmodells <math>G_p||L_p||C.</math>

Ich stelle zur Diskussion, ob der vorgetragene Gedanke den Artikel vereinfachen könnte und ob das Ersatzmodell entbehrlich ist, ohne dass Substanz zum Thema Parallelresonanz verloren geht. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 13:23, 12. Feb. 2025 (CET)

:Bestätige, so ist es gemeint – interessant, dass Du das ansprichst, weil ich das selbst erwogen, aber dann verworfen hatte.
:Mehrere Dinge hielten mich davon ab, aber hauptsächlich, dass man bei Parallelresonanz den Strom <math>I=R_LC\,U_e /L</math> dann nicht mehr beliebig klein machen kann, indem man die Verluste der Spule optimiert (ohmsche Verluste, Wirbelstromverluste, etc.), d.h. <math>R_L</math> möglichst klein macht, da der Strom bei obigem Ansatz nicht mehr erregte Größe, sondern von außen als erregende Größe <math>I_q</math> bzw. <math>I_e</math> vorgegeben ist. Als direkte Folge kann auch das Verhalten als Sperrkreis mit dem Ansatz nicht mehr erklärt werden. Das ist schon eine ziemlich unangenehme Konsequenz...
:Da Du ''Vereinfachung'' ansprichst: Meine ursprüngliche Erwägung war, dass mathematisch hier besonders elegant abzukürzen, indem man das Parallelersatzschaltbild mit der idealen Stromquelle kombiniert. Dann kann man direkt alle Gleichungen durch duale Übersetzung erhalten, ohne etwas rechnen zu müssen. In der Tat war das mein erster Entwurf, den ich nebst Abbildung schon vorbereitet, aber dann obigen Einwandes wegen doch verworfen hatte.
:Ich kopiere den ursprünglichen Entwurf aus meiner Notepad-Datei in den nächsten Abschnitt, damit Du ihn Dir mal anschauen kannst. Aus Gründen der Modellierungskonsistenz wäre das auch mein präferierter Ansatz - allerdings ergibt sich dafür dieselbe unangenehme Konsequenz (Parallelresonanz)...
:Man könnte diesen m.E. doch einfacheren Weg verfolgen und dafür bei der Parallelresonanz am Schluss darauf hinweisen, dass man mit einer Spannungsquelle als Energiequelle folgendes Verhalten hat... Wie siehst du das? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 06:50, 13. Feb. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:20, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Abschnitt bereits via Dualitätsansatz überarbeitet}}

=== Erzwungene Schwingungen im Parallelkreis ===
[[Datei:Parallelkreis Ersatzschaltungen.svg|mini|280px|'''Abb. 11''' RLC-Parallelschwingkreis mit verlustbehafteter Spule]]

Im RLC-Parallelschwingkreis liegen Kapazität <math>C</math> und Induktivität <math>L</math> parallel an den Klemmen einer ''idealen Einspeisequelle'' (vgl. Reihenkreis), die dem Schwingkreis ihre Erregerfrequenz <math>\omega</math> aufprägt. Verluste der Spule werden durch eine Reihenersatzschaltung von Induktivität <math>L</math> und ohmschen Widerstand <math>R_L</math> (vgl. Abb. 11) modelliert und alle weiteren Verluste vernachlässigt (z. B. Stromwärme in Leitungen, dielektrische Erwärmung des Kondensators, Abstrahlung von EM-Wellen). Wie beim Reihenkreis wird bei Spannungseinspeisung <math>u_0(\omega)=</math> const., bei Stromeinspeisung <math>i_0(\omega)=</math> const. angenommen.

Um die ''Dualitätsbeziehungen'' in allem, was folgt, ausnützen zu können, wird ein Parallelersatzschaltbild genutzt, sodass alle Bauteile (Kapazität <math>C</math>, Induktivität <math>L_p</math> und Widerstand <math>R_p=1/G_p</math>) parallel an den Klemmen der idealen Einspeisequelle liegen (vgl. Abb. 11), dies ergibt das zum Reihenkreis [[Duale Netzwerke|duale Netzwerk]] (vgl. Abb. 12). Der verlustfreie Grenzfall <math>R_L=0</math> entspricht hierbei <math>G_p=0</math>. Für die Rücktransformation aller durch ''duale Ersetzung'' erhaltenen Ergebnisse und Gleichungen in das „ursprüngliche“ Reihenersatzschaltmodell für die verlustbehaftete Spule nutzt man folgende Transformationsformeln (vgl. Abb. 11):
:<math>G_p=\frac{R_L}{R_L^2+\omega^2L^2}</math> und <math>L_p=L+\frac{R_L^2}{\omega^2 L}</math> <math>\qquad (\text{TF}) </math>
[[Datei:Duality.png|mini|450px|'''Abb. 12''' Dualität von Parallel- und Reihenschwingkreis]]
Durch ''duale Ersetzung'' kann man ohne weitere Rechnung alle Formeln und Ergebnisse aus dem Reihenkreis übernehmen, indem man gemäß Abb. 12 überall die Buchstaben für Spannungen <math>u</math> und Ströme <math>i</math> vertauscht (<math>u\leftrightarrow i</math>, <math>u_C\leftrightarrow i_C</math> usw.) sowie jedes Schaltelement durch sein ''duales Pendant'' ersetzt (<math>L\leftrightarrow C</math>, <math>C\leftrightarrow L_p</math>, <math>R\leftrightarrow G_p</math>, <math>X\leftrightarrow B_p</math> sowie <math>\underline{Z}\leftrightarrow \underline{Y}</math>).
Selbstverständlich führt das Lösen der zugehörigen Differentialgleichung zu denselben Ergebnissen, das duale Ersetzungsschema ist lediglich eine „Abkürzung“.

Duales Ersetzen liefert die Knotengleichung

:<math>i=i_C+i_{L_p}+i_{G_p}</math> <math>\qquad (\text{K})</math>

wobei <math>i_C=C\frac{du}{dt}</math> und <math>u=L_p\frac{di_{L_p}}{dt}=i_{G_p}/G_p</math>.

Für die [[Admittanz|Gesamtadmittanz]] und den [[Scheinleitwert]] erhält man
:<math>\underline{Y}=\frac{\underline{i}}{\underline{u}}=\frac{i_0}{u_0}\, e^{-\mathrm{j}\varphi}=G_p+\mathrm{j}\underbrace{\biggl(\omega C-\frac{1}{\omega L_p} \biggr)}_{=B_p}</math>    bzw.    <math>Y=\frac{i_0}{u_0}=\sqrt{G_p^2+B_p^2}</math> <math>\qquad (*{\scriptstyle\text{P}})\quad</math>

Für die ''duale Resonanzbedingung'' erhält man <math>B_p = \operatorname{Im} \underline{Y}_p\mathrel\stackrel{\text{!}}{=}0</math>, für die ''Resonanzfrequenz des Parallelkreises'' <math>\omega_{r}=1/\sqrt{L_p C}</math> und den ''Dämpfungskoeffizienten'' <math>\delta=\frac{G_p}{2C}</math>. Bei Resonanzfrequenz nimmt der Scheinleitwert ein Minimum an; gemäß <math>(*{\scriptstyle\text{P}})</math> hängen die Amplituden von Klemmenstrom und -spannung über <math>i_0(\omega)=Y(\omega)\,u_0(\omega)</math> zusammen, so dass im Resonanzfall bei Stromeinspeisung die Spannungsamplitude maximal wird und umgekehrt bei Spannungseinspeisung die Stromamplitude minimal.

Mithilfe von <math>(\text{TF})</math> und der ungedämpften Eigenfrequenz <math>\omega_0=1/\sqrt{LC}</math> ist die Resonanzfrequenz ausdrückbar durch
:<math>\omega_{r}=\frac{1}{\sqrt{L_p C}}=\omega_0\sqrt{1-\frac{R_L^2 C}{L}}</math> <math>\qquad (\text{RF}) </math>

Im Gegensatz zum Reihenschwingkreis hängt die ''Resonanzfrequenz des Parallelschwingkreises'' im Allgemeinen vom ohmschen Widerstand <math>R_L</math> ab und liegt deshalb unterhalb der ''ungedämpften Eigenfrequenz'' <math>\omega_0</math> freier Schwingungen. Bei schwacher Dämpfung kann man die Widerstandsabhängigkeit jedoch vernachlässigen, sodass <math>\omega_{r}\approx\omega_0</math>. Nur im Grenzfall <math>R_L=0</math> gilt exakt <math>\omega_{r}=\omega_0</math>.

Die Diskussionen in den folgenden Abschnitten Parallelresonanz, Ortskurve, Energiebilanz und Kreisgüte verlaufen aufgrund der Dualität ähnlich zum Reihenkreis, lediglich die Abhängigkeit von der Erregerfrequenz ist bei <math>G_p</math> und <math>L_p</math> über <math>(\text{TF})</math> zu berücksichtigen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 06:51, 13. Feb. 2025 (CET) (''Hier die aktuelle Version aus Artikelraum übertragen'')[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 10:32, 17. Feb. 2025 (CET)

:Danke für deine ausführliche Antwort! Damit ich auf die richtige Spur komme: In welcher Schaltung und bei welchem Parameterfall fließt der Strom <math> I=R_LCU_e/L</math>, den du oben nennst? Ist das Abb. 11 mit Spannungsquelle? {{unsigniert|Modalanalytiker|12:45, 13. Feb. 2025 (CET)}}
::Siehe letzter Absatz von [[Schwingkreis#Parallelresonanz (Stromüberhöhung)|Parallelresonanz]], beginnt mit ''&bdquo;Nahe der Resonanzfrequenz bei schwacher Dämpfung hängen die Zweigströme...”'' und endet mit &bdquo;...in ''Sperrkreisen''”. Dieser Absatz würde so nicht mehr gelten, wenn man die Spannunsgquelle durch die Stromquelle ersetzt.
::Wenn man die Dualität voll ausnutzt (Parallelersatzschaltung + Stromquelle), so wie in obigem Entwurf dargestellt, könnte man diesen Absatz jedoch leicht anpassen, etwa: &bdquo;''Wenn man statt einer Stromquelle eine Spannungsquelle nutzt, gelten folgende Zusammenhänge''...” und dann sinngemäß den Absatz mit "rüberrettet". --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 13:35, 13. Feb. 2025 (CET)

:::Ich möchte mich an dieser Stelle damit begnügen, einige generelle Kommentare zun Artikel abzugeben, denen ich bei einer Überarbeitung - die ich aber nicht plane - folgen würde.
:::Mir gefiele die Beschränkung auf vorgewählte Ersatzschaltungen, die bestimmte Anwendungsfälle abdecken. Die Schaltungen können bei der Parallelresonanz U_e||R||L||C oder U_e||R&L||C sein. U_e kann darüber hinaus gegen I_e ausgetauscht werden, so das man 4 Fälle hätte. Transformationen, mit denen Parameter einer Variante bei Erhalt des Betriebsverhaltens in solche einer anderen umgerechnet werden können, finde ich nicht notwendig. Sie können Verwirrung stiften.
:::Das ist meine Meinung, die ich nur als eine von vielen einordne.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:13, 13. Feb. 2025 (CET)
::::Literatur durchforstet: Beck, Marinescu, Moeller, Weißgerber nutzen bspw. allesamt das Parallelersatzschaltbild für den Parallelkreis zusammen mit der Admittanz als charakterisierende Größe. Dualiät/Ersetzungsformalismus wird direkt angesprochen, so wie in der aktuellen Version. Auch die Verluste der Spule werden so wie in aktueller Version als Reihenschaltung modelliert und über Transformation ins Parallelersatzschaltbild behandelt (vgl. Moeller). Dadurch lassen sich die Abschnitte Parallelresonanz, Ortkurve, Energiebilanz dual behandeln. Daher tendiere ich eher dazu, das so zu belassen. Gleichwohl danke ich dir für die Anregung. (''Änderung'')--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:58, 13. Feb. 2025 (CET)
@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]]: Aufgrund deiner dankenswerten Anregung habe ich den Hauptabschnitt "''Erzwungene Schwingungen''" überabeitet. Die Einspeisung kann Wechselspannung oder -strom sein (nur Klemmen sind abgebildet). Beim Parallelkreis Dualitätsansatz umgesetzt, dadurch sieht man, dass die anschließenden Diskussionen (Parallelresonanz, Ortkurve, Energiebilanz, Kreisgüte) alle dual erfolgen. Die Parallelersatzschaltung ausführlich beschriftet und im Text auf die Verwendung klar hingewiesen - dies sollte möglicher Verwirrung vorbeugen. [[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 15:30, 14. Feb. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:17, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Ist inzwischen im Artikel eingepflegt.}}

:@Benutzer:Jackwelsh007: Ich habe mir mal eine Parallelschaltung der drei Zweige R&L, C und G vorgenommen. Bei Nullsetzen von R oder G oder beiden deckt die Anordnung mehrere Fälle einheitlich ab. Ziel war die Stromüberhöhung in Funktion der Kreisfrequenz zu berechnen. Ich wollte das mit Abb. 11 und 13 vergleichen, bin aber zu keinem guten Ende gekommen. Vielleicht hast du Gelegenheit, das folgende Skript auzuführen. Ich hoffe, das ist genügend auskommentiert.
<pre><code>
//Stromüberhöhung im Parallelschwingkreis (R&L)||C||G mitStromteilerregel, zu Abb. 11 links und Abb. 13 links
//Scilab 2025.0.0
//15.02.2025
//!: Zeigervariable

clear
clc()
mode(0)
funcprot(0);
format('v',8)

// < EINGABE
C=1
L=1
R=0.5
G=0
o0=1./sqrt(L*C)
Do=o0/1000;
ybound=5
// EINGABE >

//Stromteilerregel Ix!/Ie!=Yx!/sum(Yx!)
j=%i;
o=[0:Do:2*o0];
YLR!=(R+j*o*L).^-1; //Admittanz des L&R-Zweigs
Y!=YLR! + j*o*C + G;//Eingangsadmittanz
fLR=abs(YLR!./Y!);
fC=abs(j*o*C./Y!);
fG=abs(G./Y!);
close(winsid())
p=plot([o0; o0],[0; 100]);p.line_style=10;
plot(o,fLR,'r')
plot(o,fC,'g')
plot(o,fG,'b','thickness',1)
ax=gca();
gca().data_bounds(4)=ybound;
</code></pre>
--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:05, 15. Feb. 2025 (CET)
:Ohne den Code im Detail inspiziert zu haben, was ins Auge springt (erste Zeile Kommentierung): (R&L)||C||G <- diese Schaltung taucht im Artikel nicht auf.
:Vielleicht wurde die Schaltung missverstanden: Äquivalenz besteht zw. <math>C||(L \& R_L )</math> und <math>C||L_p||G_p</math>, also
:runtergebrochen zw. <math>L\& R_L</math> (Reihe) und <math>L_p||G_p</math> (Parallel), wobei letztere über Trafo-Formel (TF) verbunden sind.
:Ein Programm-Code, der (R&L)||C||G modelliert kann daher nicht mit den Ergebnissen zur Stromüberhöhung im Artikel zusammenpassen. Falls ein Missverständis entstanden ist, geht das zu meinen Lasten, da ich in der Notation nicht ganz sauber war, auf welches Ersatzschaltbild sich die Ströme beziehen. Das ist jetzt klar unterschieden, auch viele vorher ausgelassene Gedankenschritte sind jetzt im Abschnitt Parallelresonanz ergänzt. An den Ergebnissen ändert es zwar nichts, aber hoffentlich an der Nachvollziehbarkeit und Klarheit. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 20:52, 16. Feb. 2025 (CET)

::@Benutzer:Jackwelsh007: Du schreibst: "Die Reihenersatzschaltung würde Verluste durch ''ungewollte Spannungsabfälle'' über den Verlustwiderstand <math>R_L</math> abbilden mit <math>R_L=0</math> als verlustfreiem Grenzfall; bei einer Stromquelle als Energiequelle ist das jedoch ''modellierungsinkonsistent'' (!)." Wenn ich ausgehend von den Schaltungen <math>L||C||G</math> und <math>L\&R_L||C</math> auf den verlustlosen Fall übergehe (<math>G=0</math> bzw. <math>R_L=0</math>), entsteht in beiden Fallen dieselbe Schaltung <math>L||C</math>. Warum bringt das im Fall <math>R_L=0</math> Modellierungsinkonsistenz mit sich - oder meinst du den Verlust der Dualität? {{unsigniert|Modalanalytiker|17:28, 16. Feb. 2025 (CET)}}
:::@Benutzer:Modalanalytiker: Diese Textbausteine hatte ich gar nicht mehr übernommen (besser auf Artikelraum Bezug nehmen, damit wir stets über den aktuellen Stand sprechen: Sonst besteht die Gefahr, dass wir über Obsoletes reden). Aber zur Frage: Genau, mathematische Konsistenz besteht, aber Dualität geht verloren, deswegen steht es auch im Artikelraum in dieser expliziten Formulierung mit Bezug auf Dualität so drin: "''Um die Dualitätsbeziehungen in allem, was folgt, ausnützen zu können, wird ein Parallelersatzschaltbild genutzt,...''" (Ergänzung)[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 21:40, 16. Feb. 2025 (CET)

::::@Benutyer:Jackwelsh007: Du schreibst: "Ohne den Code im Detail inspiziert zu haben, was ins Auge springt (erste Zeile Kommentierung): (R&L)||C||G <- diese Schaltung taucht im Artikel nicht auf."
::::Das stimmt. Ich habe die allgemeinere Schaltung untersucht, weil sie m. E. die einfachste Darstellung eines Parallelresonanzkreises ist, wenn man Spule und Kondensator beide mit Verlusten modellieren will. ''Numerisch gerechnet'' habe ich die Kurven allerdings für <math>G=0</math>, was genau Bild 11 links mit den Eingabewerten von Bild 13 links erfasst. Die maximalen Stromüberhöhungen für Spule und Kondensator sind 2.06 bzw. 2.28 bei den Kreisfrequenzen 0.94 bzw. 1.05. Siehst du darin eine auseichende Übereistimmung mit den Werten in Bild 13?--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:23, 16. Feb. 2025 (CET)
:::::Prima, danke für den Hinweis, gemäß Näherungsformel gilt ''Stromüberhöhung'' <math>\approx Q</math>. Die Näherung wird umso genau je schwächer die Dämpfung. Aber du hast schon recht: Mit <math>\delta_{r}\ll\omega_0</math> bzw. <math>R_L\ll 2\sqrt{L/C}</math> meint man ja mit "viel kleiner" i.d.R. Größenordnungen von mehreren 10er Potenzen. Beispiel ist nun nebst dem (nur qualitativ zu verstehenden) Diagramm angepasst mit R=0,01 und C=L=1. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 08:23, 17. Feb. 2025 (CET)
::::::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] PS: Hab dein Script mal für C=L=1 und R=1/10 durchlaufen lassen, bereits diese Dämpfung ist schon schwach genug um gute Übereinstimmung mit der Näherung Q=10 zu erzielen. Die maximalen Stromüberhöhungen für Spule bzw. Kondensator liegen da bei 10.01 bzw. 10.06 bei <math>\omega</math>=0.9975 und 1.0025.
::::::Bei R=1/100 stimmen die Ergebnisse mit Q=100 nahezu perfekt überein mit max. Stromüberhöhungen von 100.000 und 100.005 bei <math>\omega</math>=1.
::::::Danke für deine Mühe übrigens zu dem gelungenen Script! --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 11:41, 18. Feb. 2025 (CET) (Nachtrag) [[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 18:55, 18. Feb. 2025 (CET)

@Benutzer:Jackwelsh007: 1. Der Wert <math>R=0.1\,\Omega</math> ist auch für den Artikel gut. Da kann man die Kurven für Kondensator- und Spulenstrom noch gut unterscheiden und erkennt die Näherung.

2. Was hältst du vom Schreiben aller Größenwerte ''mit'' Einheit? Ist lästig, aber didaktisch nicht schlecht.

3. Für numerische Rechnungen der freien Schwingung z. B. des Reihenschwingkreises, funktioniert einheitlich für ''alle'' Dämpfungsfälle

:<math>
\left( \begin{array}{c}
i\\
u\\
\end{array} \right)
=
\mathrm{e}^{At}
\left( \begin{array}{c}
i(0)\\
u(0)\\
\end{array} \right)
</math>
mit der Systemmatrix
<math>
\left( \begin{array}{cc}
-R/C & 1/C\\
1/L & 0\\
\end{array} \right).
</math>
Wär das noch ein Schmankerl? Der Artikel ist schon 20 Seiten lang. Das würde er auch noch vertragen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:55, 18. Feb. 2025 (CET)

:@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Ad 1&2: Alle Grafiken wo möglich vereinfacht, z.B. Grafiken zu Spannungsüberhöhung rein qualitativ ohne Zahlen, dann erübrigen sich alle Anpassungen. Einheiten nur dort ergänzt, wo in der Grafik an den Achsen tatsächlich auch Zahlen angegeben sind -> Stimmt schon, da ist es didaktisch sinnvoll, bei qualitativen Grafiken benötigt man es nicht. Ad 3: Der (rein mathematische) Theorieteil (ohne ihn so genannt zu haben) leitet die wesentlichen im Zusammenhang mit Schwingkreisen stehenden Resultate geschlossen her. Den würde ich daher so belassen wollen – frei von numerischen Methoden – die wären m.E. besser in einem gesonderten Abschnitt unterzubringen, den man dann auch so nennen sollte. Dann müsste man aber der Vollständigkeit halber für alle Abschnitte numerische Methoden anbieten, so vereinzelt könnte das ansonsten durchaus willkürlich wirken. Ein neuer Abschnitt mit numerischen Methoden würde hier allerdings den Rahmen sprengen... --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 04:23, 19. Feb. 2025 (CET)

::@[[Benutzer:Jackwelsh007]] Zu Abb. 15: Einem selektiven Leser gibt Abb. 15 auf den ersten Blick zu denken. Er sieht ein Schaltbild, daneben die zugehörige Admittanzortskurve und erwartet sie parallel zur imaginären Achse. Auf den zweiten Blick ist aber die Konduktanz frequenzabhängig vorausgesetzt. Hier sollte die komplette Admittanzformel ergänzt werden, um die Kurve verstehen zu können. Der Leser sollte sie sich nicht aus dem Artikel zusammensuchen müssen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:12, 20. Feb. 2025 (CET)
:::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Die Frequenzabhängigkeit der Konduktanz ist unmittelbar dem neben der Ortskurve stehenden Symbol <math>G_p(\omega)</math> entnehmbar, aber was stimmt: Die Formel ist nicht im Abschnitt Ortskurve angegeben und sollte nicht gesucht werden müssen. Hab's ergänzt - danke für den Hinweis. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 00:22, 21. Feb. 2025 (CET)
::::1. Zuerst eine Bemerkung zur Netiquette: Meine fortlaufenden Kommentare könnten auch als lästig oder nervig sein. Ein Wort genügt, und ich höre damit auf.
::::2. Nochmal zu Abb. 15 mit der Admittanzformel im Abschnitt "Ortskurve für den Parallelkreis". Sie beschreibt in einer besonderen Form das "eigentliche Modell" von Abb. 11 links und ist wertgleich mit der direkt aus dem Schaltbild ablesbaren Form <math>\underline{Y}_p=(R_L+j\omega L)^{-1} + j\omega C</math>. M. E. würde ein entsprechender Hinweis Sinn machen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 17:02, 21. Feb. 2025 (CET)
:::::ad 1: Danke für deine Empathie (durchaus ernstgemeint, denn die haben nicht viele): Ich finde den Blick eines Dritten i.d.R. hilfreich, dadurch wird oft erst aufgedeckt, wo besser nochmal ein klärender Hinweis oder eine Änderung den Artikel lesefreundlicher macht.
:::::ad 2: Im Sinne meiner Antwort zu 1 natürlich ein Dankeschön für den Hinweis, das ergibt Sinn, hab's eingepflegt. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 21:42, 21. Feb. 2025 (CET)
::::::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Hoffe, meine Antwort war da nicht missverständlich, was ich nur sagen wollte: Ich fand Deine Anregungen bislang immer sehr hilfreich und die Zusammenarbeit mit Dir angenehm. Falls Dir also noch etwas auf- bzw. einfällt, nur heraus damit...--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 12:01, 25. Feb. 2025 (CET)
:::::::@[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] Alles gut! Ich melde mich gern, wenn ich was habe. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:47, 25. Feb. 2025 (CET)
::::::::@[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] Das Stichwort "Kurvendiskussion" im Artikel hat mich motiviert, genau das für Abb. 11 links auf algebraischenm Weg zu probieren. Das Ergebnis verlangt an Formelallergiker eine Triggerwarnung, aber ich füge es trotzdem hier ein, weil ich das bisher so nicht gesehen habe. Viel Spaß damit!
:::::::::Kreisfrequenz beim Minimum der Scheinadmittanz
:::::::::<math>\omega_{min}=\sqrt{\omega _{0}\,\sqrt{8\,\delta ^2+{\omega _{0}}^2}-4\,\delta ^2}</math>
:::::::::Zugehörige Admittanz
:::::::::<math>\underline{Y}_{min}=\frac{1}{2\,L\,\delta +L\,\sqrt{\omega _{0}\,\sqrt{8\,\delta ^2+{\omega _{0}}^2}-4\,\delta ^2}\,\mathrm{j}}+\frac{\sqrt{\omega _{0}\,\sqrt{8\,\delta ^2+{\omega _{0}}^2}-4\,\delta ^2}\,\mathrm{j}}{L\,{\omega _{0}}^2}</math>
:::::::::Kreisfrequenz zur maximalen Stromüberhöhung im induktiven Zweig
:::::::::<math>\omega_L=\sqrt{{\omega _{0}}^2-2\,\delta ^2}</math>
:::::::::Zugehöriger Punkt auf der Stromortskurve
:::::::::<math>\frac{\underline{I}_L}{\underline{I}_e}=\frac{1}{\left(\frac{1}{2\,L\,\delta +L\,\sqrt{{\omega _{0}}^2-2\,\delta ^2}\,\mathrm{j}}+\frac{\sqrt{{\omega _{0}}^2-2\,\delta ^2}\,\mathrm{j}}{L\,{\omega _{0}}^2}\right)\,\left(2\,L\,\delta +L\,\sqrt{{\omega _{0}}^2-2\,\delta ^2}\,\mathrm{j}\right)}</math>
::::::::::Kreisfrequenz zur maximalen Stromüberhöhung im kapazitiven Zweig
:::::::::<math>\omega_C=\sqrt{\frac{\omega _{0}\,\sqrt{8\,\delta ^2+{\omega _{0}}^2}}{2}+\frac{{\omega _{0}}^2}{2}}</math>
:::::::::Zugehöriger Punkt auf der Stromortskurve
:::::::::<math>\frac{\underline{I}_C}{\underline{I}_e}=\frac{\sqrt{\frac{\omega _{0}\,\sqrt{8\,\delta ^2+{\omega _{0}}^2}}{2}+\frac{{\omega _{0}}^2}{2}}\,\mathrm{j}}{L\,{\omega _{0}}^2\,\left(\frac{1}{2\,L\,\delta +L\,\sqrt{\frac{\omega _{0}\,\sqrt{8\,\delta ^2+{\omega _{0}}^2}}{2}+\frac{{\omega _{0}}^2}{2}}\,\mathrm{j}}+\frac{\sqrt{\frac{\omega _{0}\,\sqrt{8\,\delta ^2+{\omega _{0}}^2}}{2}+\frac{{\omega _{0}}^2}{2}}\,\mathrm{j}}{L\,{\omega _{0}}^2}\right)}
::::::::</math>
::::::::Die Variablen sind durch <math>\omega_0=\frac{1}{\sqrt{LC}}</math> und <math>\delta=\frac{R_L}{2L}</math> definiert. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 18:54, 27. Feb. 2025 (CET)
:::::::::Zum Glück bin ich da nicht allergisch ;) Der geschlossene Ausdruck <math>\omega_\text{min}=\sqrt{\omega_0\sqrt{\omega_0^2+8\,\delta_r^2}-4\,\delta_r^2}</math> sollte aber auch für Formelallergiker noch verdaulich sein, insbesondere lässt sich damit leicht <math>\omega_r\leq\omega_\text{min}\leq\omega_0</math> verifizieren (Gleichheit nur bei <math>\delta_r=R_L/2L=0</math> bzw. <math>R_L=0</math>) - danke dafür! Ich werde den Ausdruck mit im Kapitel Orskurve aufnehmen.
:::::::::Im Übrigen: Mit dem ''reellen ''Skalarprodukt <math>\langle \underline z,\underline w\rangle:=\text{Re}(\underline z\cdot \underline{w}^{\star})</math> sieht man <math>Y(\omega)\stackrel{!}{=}\text{min}.\Rightarrow \langle \underline \dot{Y}(\omega),\underline Y(\omega)\rangle=0</math> (d.h. Admittanz senkrecht auf Tangentialvektor der Ortkurve). Die Orthogonalitätsbedingung als notwendige Bedingung für das Minimum stellt somit einen alternativen Rechenweg zur üblichen Kurvendiskussion dar.
:::::::::Nur interessehalber: Hast du das zu Fuß gerechnet oder symbolisches Rechnen von Matlab (oder dergleichen) genutzt? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 21:23, 27. Feb. 2025 (CET)
::::::::::@[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]]: Die Algebra-Toolbox von Matlab hat mir geholfen. Der wertvolle Teil der Übung sind m. E. die drei Kreisfrequenzformeln. Von da aus kommt man ja leicht weiter zu Ortskurven und Frequenzgängen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:37, 27. Feb. 2025 (CET)
:::::::::::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Matlab..hab's vermutet, sehr hilfreiches Tool (hab's leider nicht). Für den Artikel sind die einfachen Zeigerdiagramme zur qualitativen Veranschaulichung der Stromüberhöhungen m.E. ausreichend bzw. didaktisch vlt. sogar am eingängigsten (die Stromortskurve würde z.B. eben die Überhöhung für verschiedene Frequenzen graphisch darstellen, letztlich aber immer das gleiche Phänomen).
:::::::::::Der Vergleich der drei Kreisfrequenzformeln mit <math>\omega_r=\sqrt{\omega_0^2-4\,\delta_r^2}</math> zeigt aber auch noch mal schön, dass die Konvergenz der im Artikel nahe der Resonanzfrequenz gemachten Näherungen dadurch zustande kommt, dass bei schwächer werdender Dämpfung <math>\delta_r\rightarrow 0</math> alle diese Kreisfrequenzausdrücke gegen den gemeinsamen Grenzwert <math>\omega_0</math> streben. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:41, 27. Feb. 2025 (CET)
::::::::::::@[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]]: Bei der Kontrolle der Ergebnisse hat mich diese Eigenschaft beruhigt. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:10, 27. Feb. 2025 (CET)

Erzwungene Schwingungen im Parallelkreis: In Abb. 12 ist Rp und nicht Gp dargestellt, weil ein Leitwert ist ja kein Bauteil, das man in einem Schaltplan zeichnen kann. Meiner Meinung nach fehlen hier die zugehörigen Transformationsgleichungen. In Abb. 11 ist Gp ein Widerstand [Ohm], das ist also nicht identisch mit Gp [1/Ohm] in Abb. 12. Die angegebenen Transformationsgleichungen (TF) gelten für Abb. 11, aber wohl nicht für Abb. 12. Vielleicht möchte sich der Autor das noch einmal anschauen.--[[Benutzer:MLTP|MLTP]] ([[Benutzer Diskussion:MLTP|Diskussion]]) 16:31, 22. Apr. 2025 (CEST)

:@[[Benutzer:MLTP|MLTP]]: Du schreibst: "In Abb. 12 ist Rp und nicht Gp dargestellt, weil ein Leitwert ist ja kein Bauteil, das man in einem Schaltplan zeichnen kann." Das sollte vermutlich sagen: In Abb. 12, erkennbar an dem schlanken Rechteck, ist ein Widerstand (reales Bauteil) dargestellt, der mit gleichem Ergebnis durch seinen Widerstandswert <math>R_p</math> oder seinen Leitwert <math>G_p=\frac{1}{R_p}</math> beziffert werden kann. Die "Transformation" in Abb. 12 leisten die <math>\leftrightarrow</math>-Pfeile zur Beschreibung der Dualität. Ob die Erläuterung des Parallelschwingkreises in Abb. 11 links über die Umrechnung in einen Parallelschwingkreis nach Abb. 11 rechts und anschließende Nutzung der Dualität zum Reihenschwingkreis nach Abb. 12 direkt und verständnisfördernd ist, lasse ich mal dahingestellt. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 10:54, 25. Apr. 2025 (CEST)
::Ich bin in dem Thema nicht sehr kompetent, wollte aber auf mögliche Probleme hinweisen. Abb. 11 und die zugehörigen Transformationsgleichungen habe ich verstanden. Abb 12 ist meiner Meinung nach ein ganz anderes Thema, es wird aber in dem Text überhalb der Transformationsformeln eine Beziehung zu Abb. 11 hergestellt, was meiner Meinung nach nicht korrekt ist. Die Formeln in Abb. 12 sehen richtig aus, es ist aber nicht so, dass sich Reihenkreis und Parallelkreis ineinander umrechnen lassen. Man sieht das, wenn man w = w0 setzt oder w = 0 oder R = 0. Die Spannungsspeisung und die Stromspeisung sind Grenzfälle, die in der Praxis nicht vorkommen. Reale Quellen haben immer einen endlichen Innenwiderstand. Es wäre sinnvoller, mit einer solchen realen Quelle zu arbeiten und die Unterschiede zwischen Parallel- und Reihenkreis herauszuarbeiten. Dies soll, wie gesagt, nur eine Anregung sein, nochmal darüber nachzudenken. --[[Benutzer:MLTP|MLTP]] ([[Benutzer Diskussion:MLTP|Diskussion]]) 11:53, 25. Apr. 2025 (CEST)
:::@[[Benutzer:MLTP|MLTP]]: Du schreibst "... es ist aber nicht so, dass sich Reihenkreis und Parallelkreis ineinander umrechnen lassen." Das stimmt, wenn du für alle Bauteilfrequenzgänge dieselben Kurven ohne Rollentausch der Größen verlangst. Erst durch Vertauschen von Stromstärke und Spannung ist das Ziel erreichbar. Das ist dann eine erweiterte Form der "Umrechnung". Ich erinnere mich an den Satz von R. P. Feynman "Same equations have the same solutions". In diesem Sinn haben die beiden Schwingkreisformen in Abb. 12 gleiche Modellgleichungen und gleiche Lösungen. Vergleiche mal ''https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Schwingkreis_1von8.svg'' mit ''https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Schwingkreis_5von8.svg''. Bei Rollentausch stimmen die Werte und Kurven dualer Reihen- und Parallelschwingkreise überein. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 13:59, 25. Apr. 2025 (CEST)

Diskussion:Schwingkreis

2025-04-25T08:54:03Z

Modalanalytiker: /* Erzwungene Schwingungen im Parallelkreis */ Antwort

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-27T22:10:07Z

Modalanalytiker: /* Erzwungene Schwingungen im Parallelkreis */ Antwort

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-27T20:37:31Z

Modalanalytiker: /* Erzwungene Schwingungen im Parallelkreis */ Antwort

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-27T17:54:21Z

Modalanalytiker: /* Erzwungene Schwingungen im Parallelkreis */ Antwort

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-25T21:47:14Z

Modalanalytiker: /* Erzwungene Schwingungen im Parallelkreis */ Antwort

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-21T16:02:12Z

Modalanalytiker: /* Erzwungene Schwingungen im Parallelkreis */ Antwort

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-20T20:13:15Z

Modalanalytiker:

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-19T08:19:14Z

Modalanalytiker: Korrektur der Formel

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-18T21:55:46Z

Modalanalytiker:

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== Vorzeichen bei Lsg DGL idealer Schwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Stimmt, danke für den Hinweis, Annahme überlesen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 11:43, 10. Jan. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:23, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Erledigt.}}

== Schaltgrafik freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich wollte ohnehin nochmal die Pfeile durch geradlinige farbige ersetzen (Norm) und damit alle Bilder einheitlich wirken. Hatte ich deinen Vorschlag dazu richtig verstanden, dass du es vorziehen würdest den Spulenspannungspfeil umzudrehen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 12:41, 11. Jan. 2025 (CET)

:Ich denke, man sollte die Richtungen so lassen. Dann kann man daraus auch leicht einen „fremderregten“ realen Reihenschwingkreis machen. Vielleicht kannst du den Kondensator „nach unten“ verlagern, dann wäre „links“ Platz für eine erregende Quelle. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:30, 11. Jan. 2025 (CET)

::Seh ich auch so, sonst hätte man die Annahme zur Bepfeilung im Text ändern müssen und im Bild wäre ein Minuszeichen aufgetaucht. So bleibt es minimalistisch. Platz für einen externen Erreger klingt sinnvoll, dies aufgreifend, würde es sich anbieten auch den "allgemeinen Fall" mathematisch im Artikel zu behandeln. Hast du Lust den fehlenden Baustein (hier auf der Diskseite) aufzusetzen? An Details könnte man gemeinsam feilen. [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:53, 11. Jan. 2025 (CET)

:::Den Abschnitt [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|Realer Reihenschwingkreis]] gibt es ja schon, wenn auch mit „schwachem Text“ und „gedrungener“ Bebilderung. Aber ''freie'' und ''erzwungene'' Schwingungen sollte man in diesem Artikel nicht „mischen“. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:52, 11. Jan. 2025 (CET)
::::Mischen war auch nicht meine Intention, dass hast du vermutlich missverstanden. Mir geht es um die mathematische Behandlung des Reihenschwingkreis mit ex. Erreger in Form einer DGL. Dies kann man hier aufsetzen. In welchen Abschnitt das eingebaut wird, ist eine gänzlich andere Frage und muss hier nicht sofort entschieden werden, am besten vermutlich ein Unterabschnitt von [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erwz. Schw. im RSK]]. Möchtest du einen Entwurf hierzu aufsetzen, sonst kann ich das gern machen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 21:31, 11. Jan. 2025 (CET)

:::::Erzwungene Schwingungen in Resonanzkreisen werden nicht mit DGLs, sondern mit Hilfe der [[Komplexe Wechselstromrechnung|komplexen Wechselstromrechnung]] behandelt. Dazu nimmt man nur die (komplexe) Impedanz des Reihenschwingkreises her und stellt deren Ortskurve bzw. den Frequenzgang von deren Betrag und Phase dar und interpretiert das Ganze. Und das wurde hier ja schon (vielleicht etwas ungünstig) getan. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:53, 11. Jan. 2025 (CET)
::::::Mit absoluten Wahrheiten bin ich persönlich immer vorsichtig, es gibt stets mehrere Ansätze zur Problemlösung. Konsistenz vor persönlicher Präferenz ist hier ein guter Leitsatz. Konsistent wäre eine Behandlung analog zu den freien Schwingungen vermöge einer DGL. Komplexe Wechselstromrechnung ist letztlich nur eine Algebraisierung der DGL mithilfe von LP-Trafo bzw. Fourier-Trafo. Ich stelle nun meinen Ansatz vor, dann können wir konkret darüber sprechen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:53, 11. Jan. 2025 (CET)
:::::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Hier wie angekündigt der Entwurf als Diskussionsgrundlage. Die Gleichung ergibt sich sehr anschaulich unmittelbar aus der Maschenregel (siehe Schaltbild unten) und die Lösung der DGL ist elementar. Mein Vorschlag wäre, dies an den Anfang direkt im Abschnitt [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis]] einzugliedern, nachdem wir eine finale Version erarbeitet haben. 1. Hast du Ergänzungs- oder Verbesserungsvorschläge hierzu? 2. Siehst du eine anderen Abschnitt zur Eingliederung als geeigneter an? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:13, 12. Jan. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:23, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Artikel inzwischen überarbeitet.}}

== Entwurf (in progress): Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis ==

[[Datei:Erzwungene_Schwingungen.png|mini|221px|Schaltbild zu erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis. Machenregel liefert:
<math>u_e=u_C+R\, i+u_L</math>]]

[[Datei:Stromamplitude Reihenschwingkreis.png|mini|220px|Erzwungene Schwingung im Reihenschaltkreis: [[Amplitudengang]] des Stroms <math>i_0(\omega)</math> für verschiedene Widerstandswerte <math>R</math> .]]

Analog zur Behandlung der freien Schwingungen im realen Schwingkreis ergibt sich für eine Reihenschaltung von Kapazität <math>C</math>, Widerstand <math>R</math> und Induktivität <math>L</math>, an welche eine äußere Spannung <math>u_e(t)</math> einer idealen Wechselspannungsquelle angelegt wird, mit dem Maschensatz folgende Gleichung (Bepfeilung siehe Schaltbild: Ideale Wechselspannungsquelle im [[Erzeugerzählpfeilsystem|EZV]], alle anderen Schaltelemente im [[Verbraucherzählpfeilsystem|VZS]]):

:<math>u_e=u_C+R\cdot i+u_L</math>

Hierbei ist <math>u_C=Q/C</math> und <math>u_L=L\frac{di}{dt}</math>. Einsetzen und Differenzieren nach der Zeit ergibt

:<math>\frac{du_e}{dt}=\frac{i}{C}+R\cdot\frac{di}{dt}+L\cdot\frac{d^2i}{dt^2}</math>
Dies ist eine lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung und lässt sich besonders leicht mit einem komplexen Ansatz lösen. Natürlich muss jede physikalische Lösung reell sein. Aufgrund der Linearität der Gleichung müssen Real- und Imaginärteil einer Lösung jeder für sich die Gleichung lösen. Wiederum aufgrund der Linearität ist jede reelle Linearkombination reeller Lösungen eine physikalische Lösung.

Einsetzen des komplexen Ansatzes (imaginäre Einheit hier: <math> \mathrm{j}</math>)

:<math> u_e(t)=u_0\cdot e^{\mathrm{j}\omega t}</math>, <math>\;</math> <math> i(t)=i_0\cdot e^{\mathrm{j}(\omega t-\varphi)}</math>

in die Differentialgleichung liefert

:<math> \mathrm{j}\,\omega u_e=\bigl(\frac{1}{C}+\mathrm{j}\,\omega R-L\omega^2 \bigr)i</math> <math>\quad\quad(*)</math>

Damit ergibt sich für die [[Elektrische Impedanz|Gesamtimpedanz]]

:<math> Z=\frac{u_e}{i}=\frac{u_0}{i_0}\, e^{\mathrm{j}\varphi}=R+\mathrm{j}\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)</math>

und deren Betrag ([[Scheinwiderstand]]) entsprechend

:<math> |Z|=\frac{u_0}{i_0}=\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}</math> <math>\quad\quad (1)</math>

Die [[Phasenverschiebung]] <math>\varphi </math> erhält man aus

:<math>\tan\varphi=\frac{\mathrm{Im}\, Z}{\mathrm{Re}\, Z}=\frac{\omega L-\frac{1}{\omega C}}{R}</math> <math>\quad\quad (2)</math>

Gibt man beispielsweise als äußere harmonische Erregung <math>\mathrm{Re}\{u_e(t) \}=u_0\cos(\omega t)</math> mit frei wählbarer Amplitude <math>u_0>0</math> und Erreger(kreis)frequenz <math>\omega>0</math> vor, so löst der Strom

:<math>\mathrm{Re}\{i(t) \}=i_0\cos(\omega t-\varphi)</math>

zusammen mit der vorgegebenen Erregung obige Differentialgleichung. Die Parameter <math>i_0</math> und <math>\varphi</math> des Stroms sind hierbei über <math>(1)</math> und <math>(2)</math> eindeutig festgelegt, da <math>R,L,C</math> als Kenngrößen des Schwingkreises sowie Erregeramplitude <math>u_0>0</math> und Erregerfrequenz <math>\omega>0</math> vorgegeben sind. Hervorzuheben ist hierbei die Abhängigkeit der Phasenverschiebung <math>\varphi=\varphi(\omega) </math> sowie der Stromamplitude

:<math> i_0(\omega)=\frac{u_0}{\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}}</math>

von der Erregerfrequenz <math>\omega</math> (s. Abb. rechts). Stimmt die Erregerfrequenz <math>\omega</math> mit der ''Resonanzfrequenz'' <math>\omega_r=1/\sqrt{LC}</math> des Reihenschwingkreises überein, so wird die Stromamplitude <math>i(\omega_r)=u_0/R </math> maximal. Dieser Fall heißt [[Amplitudenresonanz]] und <math>i_r:=u_0/R </math> ''Resonanzamplitude''.

--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:01, 12. Jan. 2025 (CET)

:Ich kann nur wiederholen: Vor über 100 Jahren haben die Elektrotechnik-Ingenieure die [[komplexe Wechselstromrechnung]] (die mit Fourier- und Laplace-Transformation erst mal nichts zu tun hat) erfunden, um keine DGLs mehr aufstellen und lösen zu müssen. Alle Lehrbücher der Elektrotechnik führen diese anfangs ein, um damit später die Wechselstrom-Netzwerke und insbesondere die Resonanzkreise zu beschreiben und zu analysieren. In manchen Fällen (wenn beim Leser keine komplexen Zahlen vorausgesetzt werden können) werden Schwingkreise auch nur mit Hilfe von Zeigerdiagrammen analysiert. Auf alle Fälle ist es didaktisch nicht vernünftig, für den Reihenschwingkreis an dieser Stelle nochmals die DGL aufzustellen und zu lösen, da die gefundene Lösung viel einfacher und plausibler mit der komplexen Wechselstromrechnung gefunden wird: Dazu werden im Schaltbild die Signale (einschließlich Erregung) mit (evtl. unterstrichenen) Großbuchstaben beschriftet (<math>\underline U_e</math>, <math>\underline I</math>), welche die [[Phasor|komplexen Amplituden]] bezeichnen. Die Netzwerkelemente werden direkt mit ihrer (komplexen) Impedanz beschriftet (also <math>R</math>, <math>j\omega L</math> und <math>\frac{1}{j\omega C}</math>). Jetzt ergibt der Maschensatz <math>\underline U_e=\underline I\cdot\left(R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}\right)</math> sofort die Impedanz <math>\underline Z=\frac{\underline U_e}{\underline I}=R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}</math> (übrigens ist dein Maschensatz falsch: <math>\underline L\cdot u_L</math> ist keine Spannung). Diese Impedanz wird nun interpretiert indem man [[Zeigermodell|Zeigerdiagramme]] und die [[Ortskurve (Systemtheorie)|Ortskurve]] zeichnet sowie Betrag und Phase grafisch darstellt. Davon ausgehend werden in der Literatur zwecks Normierung die 45°-Frequenzen, die relative Bandbreite, die [[Resonanz|Resonanzüberhöhung]], die Schwingkreisgüte und die Verstimmung eingeführt. Das kann man alles im unten angeführten Standard-Lehrbuch von [[Klaus Lunze|Lunze]] oder [[Benutzer:Reseka/Literatur#Allgemeine Elektrotechnik|anderen Werken]] nachlesen und muss sich nichts Neues ausdenken. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 18:32, 12. Jan. 2025 (CET)
::Im Maschensatz, klar ein Typo, das <math>L</math> muss einfach weg, hab ich bereits korrigiert - danke für den Hinweis. Die Fourier-Trafo bildet den Diff-Operator <math>\frac{d}{dt}</math> auf <math>\mathrm{j\omega}</math> ab, und entsprechend für die höheren Ableitungen. Die Fourier-Transformierte der obigen DGL ergibt also exakt die algrebraische Gleichung <math>(*)</math>, diese geht nach Division durch <math>\mathrm{j}\omega</math> und Umsortieren über in <math>u_e=\biggl(R+\mathrm{j}\omega L+\frac{1}{\omega C} \biggr)i</math>. Kann ich auch nur nochmal wiederholen. Die Unterstellung, den Zusammenhang gäbe es nicht, ist daher nicht richtig: Die Anwendung der komplexen Wechselstromrechnung (die nur ein Rechentool ist), wird durch die Fourier-Theorie überhaupt erst mathematisch legitimiert (in der kontinuierlichen Version durch die Fourier-Trafo oder elementarer in der diskreten Version durch die Fourier-Reihenentwicklung unter Ausnutzung des Superpositionsprinzips; die diskrete Variante ist übrigens vor der komplexen Wechselstromrechnung von dem Physiker und Mathematiker Fourier bereits 1822 vor Steinmetz 1889 entwickelt worden, also der Ansatz der Physiker).
::Mir geht es hier um etwas ganz anderes: Es wird momentan etwas einseitig der Standpunkt von Elektrotechnikern/Ingenieuren dargestellt (der Physiker würde jetzt eben Physikstandardwerke zitieren wie den Demtröder Band 2, worin konsequent komplexe Fourier-Reihen als Lösungsansatz der DGLs gewählt werden, also so wie hier aufgezeigt; Gerthsen oder Bock machen es über reelle Fourier-Reihen, auch Physikstandardwerke). Schwingkreise gehören aber genauso zum Grundstudium von Physikern und die sind eben an den Schwingungen (Ampitude, Frequenz, Amplitudengang etc.) selbst interessiert und wählen daher diesen Ansatz. Auch für physikalisch interessierte Mathematiker (selbst im 1. Semester) ist der hier dargestellte Ansatz viel elementarer. Man muss nicht erst in die symbolische Methode einführen, um sowohl die aufgestellte Gleichung wie auch die hier abgeleitete Lösung für die erzwungene Schwingung zu verstehen und selbst die ist im Artikel nirgends angegeben. Auch wenn dies der Fall wäre, ziehe ich ''gerade aus der didaktischen Perspektive'' eine einfache Herleitung vor einem mechanischen Anwenden von Rechentools oder der ''bloßen Angabe einer Lösungfunktion'' vor. Ebenfalls ''aus didaktischer Sicht'', ist ''Wiederholung und Konsistenz'' ein Kernelement ''für erfolgreiche Wissenvermittlung'', was ebenfalls dafür spricht (wieder) den DGL-Ansatz zu verfolgen. Ferner mögen Ortsfunktionen für Elektrotechniker/Ingenieure interessant sein, der Amplitudengang ist jedoch eher für den Physiker (und auch Mathematiker interessant), denn er zeigt (siehe Grafik) sehr deutlich wie das System im Resonanzfall (für <math>R\rightarrow 0 </math>) aus den Fugen gerät.
::Jede Sichtweise/Zugang hat seine Berechtigung und diese Darstellung trägt dazu bei, da Sie Aspekte aufzeigt, die in der bisherigen Darstellung fehlen. Darum wiederhole ich meinen Vorschlag, dies wie oben genannt entsprechend einzugliedern. Hast du gute Gründe, die dagegen sprechen, die verschiedenen Interessengruppen anzusprechen und abzuholen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 20:48, 12. Jan. 2025 (CET)

:::Bisher war das ein „Elektrotechnik-Artikel“. Eine diesbezügliche Änderung solltest du mit dem Hauptautor (der nicht ich bin) und den anderen Autoren abstimmen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:31, 13. Jan. 2025 (CET)
::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Deine Aussage unterstreicht, dass die bisherige Darstellung andere Perspektiven vernachlässigt, da stimme ich zu. Insb. tauchen im Abschnitt "[[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis]]" die ''Schwingungen selbst ''überhaupt gar nicht mehr auf, weder Erregerschwingung (ext. Spannung) noch die erregte Schwingung (der Strom) samt Kenngrößen, Phasenwinkel, Amplitude etc. Diesen Mangel behebt der jetzige Entwurf. Die Hauptargumente stehen oben. Daher wiederhole ich meine Vorschlag, den Entwurf an den Anfang des besagten Abschnitts zu stellen.
::::In der Annahme, dass es sich bei @[[Benutzer:Saure|Saure]], um den Hauptautoren handelt: Gibt es konkret Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 16:36, 13. Jan. 2025 (CET)

:Wenn die Zeichenanzahl ein Kennzeichen für den Hauptautor ist, muss ich mich ja wohl einklinken.
:Ich danke [[Benutzer:Reseka|Reseka]] für sein Gegenhalten und stimme ihm voll zu.
:Konkrete Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf kommen von mir nicht, weil ich den Entwurf ohnehin nicht für hilfreich halte. Die Zeichnung des Amplitudengangs ist abzulehnen, weil sie in den Augen eines Physikers fundamental fehlerhaft ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 17:38, 13. Jan. 2025 (CET)
::''"Für nicht hilfreich halten"'' ist eine pauschal wertende Aussage, zudem ohne Angabe von Sachargumenten, insofern ohne Aussagekraft und Gehalt. Meine Argumente für die Eingliederung des Entwurfs sind oben nachzulesen, dabei bitte gesamten Diskussionsverlauf berücksichtigen und konkret darauf eingehen. Ferner: Was ist an dem Amplitudengang fundamental falsch? Behauptung bitte konkret begründen. Danke. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:14, 13. Jan. 2025 (CET)

'''Aktueller Diskussionsstand zum Entwurf:'''
Nachdem ein ''konstruktives Miteinander'' für die Erarbeitung des vorgeschlagenen Entwurfs von obenstehenden Gesprächspartnern abgelehnt und auf meine zuletzt genannten Argumente ''für'' dessen Eingliederung (oben nachzulesen) weder eingegangen noch eine Antwort auf meine Frage erfolgte, warum in einem verschiedene Interessengruppen berührenden Artikel, diese nicht angesprochen und abgeholt werden sollten, bleiben von denselben Gesprächspartnern unbeantwortet. Statt von "''Miteinander''" ist zuletzt gar von "''Gegenhalten''" die Rede und es folgen pauschal wertende Ablehnung ohne Sachargumente und Aussagekraft.

Dass ''Wiederholung'' gerade ''didaktisch sinnvoll'' und nicht ''"unvernünftig"'' ist, wurde bereits oben von mir angeführt, die ''Unentbehrlichkeit'' von Differentiagl. bei der gründlichen Diskussion von Schwingungen wird im unten stehenden Abschnitt "Effektivwert" unabhängig bestätigt. Aufgrund dieser Sachlage wird der Entwurf nun in den Artikelraum übertragen. Angesichts bisherigen Gesprächsverlaufs wäre eine Löschung des Entwurfs im Artikel billigerweise als Willkür und Boykott zu werten (ähnlich bereits zuvor erfolgter Löschungen mit unfundierten Begründungen "... ''sehe ICH nicht als Verbesserung an.''", falls nötig können weitere willkürliche Löschungen mit Zeitstempel angeführt werden.) {{unsigniert|Jackwelsh007|01:05, 15. Jan. 2025 (CET)}} (Nachtrag Signatur) [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:36, 15. Jan. 2025 (CET)

{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:17, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Ist inzwischen im Artikel eingepflegt.}}

==Effektivwert==
In der Gleichung
:<math>{\displaystyle X_{C}={\frac {U}{I_{C}}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}=-{\frac {1}{\omega C}}\ }</math>
hat der Quotient zweier (stets positiver) Effektivwerte einen negativen Wert. Das sollte korrigiert werden.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:54, 13. Jan. 2025 (CET)

:Die Vorzeicheninkonsistenz ist ein guter Hinweis. Auch die Begründung "''Das negative Vorzeichen steht für die entgegengesetzte Richtung des Strompfeiles.''" ist erläuterungsbedürftig: 1. Was ist mit ''Strompfeil'' gemeint (ein Bezugspfeil oder ein Zeiger eines komplexen Effektivwerts)? 2. ''entgegengesetzt'' wozu? Eine Präzisierung der Fachsprache wäre hier gut und sie hat Auswirkungen auf die Richtigkeit der Aussage. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:23, 14. Jan. 2025 (CET)

::Ich habe den Fehler korrigiert und Text sowie Gleichungen an die Definitionen im Bild angepasst, um Missdeutungen zu vermeiden. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:19, 14. Jan. 2025 (CET)

::::Zwar formal berichtigt, die Ergänzung des Vorzeichens in <math>X_C=-\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_C|}</math> gegenüber <math>X_L=\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_L|}</math> kann auf unbeschlagene Leser jedoch willkürlich wirken. Dies lässt sich durch folgende konsistente und daher didaktisch sinnvollere Darstellung vermeiden und sollte daher angepasst werden:
:::: <math>X_L=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_L}=\omega L</math> <math>\quad</math> und <math>\quad</math> <math>X_C=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_C}=-\frac{1}{\omega C}</math>
:::--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:07, 14. Jan. 2025 (CET)

:::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]]: Die Gleichungen stimmen jetzt, aber ist diese Variante der Korrektur optimal? Ich habe zunächst gedacht, dass der Artikel die komplexe Rechnung vermeiden will, um die Leser mathematisch nicht zu überfordern. Das ist kaum durchzuhalten. Differentialgleichungen sind m. E. nicht Oma-tauglich, aber hier unentbehrlich. Und Elemente der komplexen Rechnung tauchen (aus gutem Grund) auch jetzt schon in mehreren Abbildungen auf und aktuell auch in der besprochenen Änderung. Liegt es da nicht nahe, auch die (sehr einfachen) Spannungsgleichungen von Spule und Kondensator (im VZS) komplex anzuschreiben und dann die einheitliche Definition der beiden Reaktanzen (der Name fehlt noch) gemäß <math>X=\operatorname{Im}{\frac{\underline{U}}{\underline{I}}} </math> zu verwenden? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:39, 14. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:50, 14. Jan. 2025 (CET)

::::@[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] Das stimmt auch. Findest du das Nehmen des Imaginäteils einer imaginären Zahl durch Multiplikation mit -j vorteilhaft gegenüber der expliziten Imag-Funktion? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:01, 14. Jan. 2025 (CET)

:::::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Hab mal die Chronologie anhand der Zeitstempel wiederhergestellt (einfach damit's passt). Zur Frage: Beide Darstellungen sind gebräuchlich, reine Präferenzsache und diesbezüglich bin ich leidenschaftlos, da beide Darstellungen gleichermaßen konsistent und daher didaktisch der bisherigen vorzuziehen sind. Meinethalben gern den Projektor <math>\mathrm{Im}</math>.
::: Erledigt. Da ich eh gerade dabei war die Notation zu harmonisieren und Äquivalenzumformungen zu verschlanken, habe ich den Vorschlag (Im-Operator) gleich mit umgesetzt. {{unsigniert|Jackwelsh007|03:21, 15. Jan. 2025 (CET)}} (Nachtrag Signatur: [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 03:31, 15. Jan. 2025 (CET))
::::Vielleicht gefällt dir die folgende Hinzufügung der Spannungsgleichungen? Leser mit geringeren Kenntnissen der komplexen Rechnung können die eventuell intuitiv verstehen und dann auch die darauf beruhenden Blindwiderstandsgleichungen:

::::Die Ströme werden durch den kapazitiven und induktiven Wechselstrom- oder [[Blindwiderstand]] begrenzt. Für eine Spule mit der Induktivität ''L'' und ihrer Strom-Spannungsgleichung
:::::<math>\underline U=\mathrm{j}\omega L\,{\underline I_L}</math>
::::gilt bei der Frequenz <math>f</math> bzw. der [[Kreisfrequenz]] <math>\omega =2\pi f</math>
:::::<math>X_L =\mathrm{Im}\,\frac{\underline U}{\underline I_L} =\omega L = 2\pi fL \ ,</math>
::::entsprechend für einen Kondensator mit
:::::<math>{\underline I_C}=\mathrm{j}\omega C\,{\underline U}</math>
::::und der Kapazität ''C'':
:::::<math>X_C =\mathrm{Im}\,\frac{\underline U}{\underline I_C} = -\frac 1{\omega C}= -\frac 1{2\pi fC} \ .</math>
::::Das negative Vorzeichen ... --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:49, 15. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:53, 15. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:05, 15. Jan. 2025 (CET)
:::::Definitiv sinnvoll: Erspart mit der Sache weniger vertrauten Lesern Durchforsten anderer Artikel nach dem "relevanten Input" für darauffolgende Gleichungen und macht den Abschnitt somit in sich geschlossener und lesefreundlicher. Hab's bereits eingepflegt.[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:57, 16. Jan. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:21, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Artikel inzwischen überarbeitet.}}

== Zum Abschnitt Erzwungene Schwingungen im Parallelschwingkreis ==

Ich verstehe das Bild 11 und den Inhalt des Abschnitts so, dass die eigentlich zu untersuchende Schaltung - das Original - im linken Bildteil steht und die Schaltung im rechten lediglich als Ersatzschaltung verwendet wird, weil das mathematisch einfacher sei.

Wenn man statt dessen mit dem Original wie beim Reihenschwingkreis vorgeht und als Erregung der Schaltung eine Stromquelle mit dem Quellenstron <math>i_q</math> parallel zu <math>C</math> und <math>L\,\& R_L</math> schaltet, ergibt sich ohne besonderes Hemmnis die Differentialgleichung

<math>LC\frac{\text{d}^2i_L}{\text{d}t^2} + R_LL\frac{\text{d}i_L}{\text{d}t}+i_L=i_q.</math>

Damit kann man so weitermachen, wie schon beim Reihenschwingkreis. Für die Angabe der Stromüberhöhungen steht dann <math>i_q</math> als Bezugsgröße direkt zur Verfügung. Mathematisch schwieriger ist das m. E. nicht.

Beim Parallelschwingkreis eine Spannungsquelle zur Erregung zu verwenden, ist zwar für den Sinusfall zulässig; würde man allerdings einen Einschaltvorgang so modellieren, würde die Parallelschaltung der Spannungsquelle mit dem Kondensator im Allg. einen Maschensatz-Konflikt zwischen den Anfangswerten von Kondensator- und Erregerspannung auslösen. Für den Sinusfall kann man darüber hinweggehen. Da ist es nur ein Argument zweiter Ordnung, aber wenigstens eine Verbeugung an die Modellhygiene. Kurzum: Der Erregung eines Parallelschwingkreises mit einer Spannungsquelle entspricht "modellhygienisch" die Verwendung einer Stromquelle beim Reihenschwingkreis. Aber letzteres macht glücklicherweise niemand. Die "Modellhygiene" ist hier auch nur eine Nebensache. Die Hauptsache ist das Verwenden des Ersatzmodells <math>G_p||L_p||C.</math>

Ich stelle zur Diskussion, ob der vorgetragene Gedanke den Artikel vereinfachen könnte und ob das Ersatzmodell entbehrlich ist, ohne dass Substanz zum Thema Parallelresonanz verloren geht. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 13:23, 12. Feb. 2025 (CET)

:Bestätige, so ist es gemeint – interessant, dass Du das ansprichst, weil ich das selbst erwogen, aber dann verworfen hatte.
:Mehrere Dinge hielten mich davon ab, aber hauptsächlich, dass man bei Parallelresonanz den Strom <math>I=R_LC\,U_e /L</math> dann nicht mehr beliebig klein machen kann, indem man die Verluste der Spule optimiert (ohmsche Verluste, Wirbelstromverluste, etc.), d.h. <math>R_L</math> möglichst klein macht, da der Strom bei obigem Ansatz nicht mehr erregte Größe, sondern von außen als erregende Größe <math>I_q</math> bzw. <math>I_e</math> vorgegeben ist. Als direkte Folge kann auch das Verhalten als Sperrkreis mit dem Ansatz nicht mehr erklärt werden. Das ist schon eine ziemlich unangenehme Konsequenz...
:Da Du ''Vereinfachung'' ansprichst: Meine ursprüngliche Erwägung war, dass mathematisch hier besonders elegant abzukürzen, indem man das Parallelersatzschaltbild mit der idealen Stromquelle kombiniert. Dann kann man direkt alle Gleichungen durch duale Übersetzung erhalten, ohne etwas rechnen zu müssen. In der Tat war das mein erster Entwurf, den ich nebst Abbildung schon vorbereitet, aber dann obigen Einwandes wegen doch verworfen hatte.
:Ich kopiere den ursprünglichen Entwurf aus meiner Notepad-Datei in den nächsten Abschnitt, damit Du ihn Dir mal anschauen kannst. Aus Gründen der Modellierungskonsistenz wäre das auch mein präferierter Ansatz - allerdings ergibt sich dafür dieselbe unangenehme Konsequenz (Parallelresonanz)...
:Man könnte diesen m.E. doch einfacheren Weg verfolgen und dafür bei der Parallelresonanz am Schluss darauf hinweisen, dass man mit einer Spannungsquelle als Energiequelle folgendes Verhalten hat... Wie siehst du das? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 06:50, 13. Feb. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:20, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Abschnitt bereits via Dualitätsansatz überarbeitet}}

=== Erzwungene Schwingungen im Parallelkreis ===
[[Datei:Parallelkreis Ersatzschaltungen.svg|mini|280px|'''Abb. 11''' RLC-Parallelschwingkreis mit verlustbehafteter Spule]]

Im RLC-Parallelschwingkreis liegen Kapazität <math>C</math> und Induktivität <math>L</math> parallel an den Klemmen einer ''idealen Einspeisequelle'' (vgl. Reihenkreis), die dem Schwingkreis ihre Erregerfrequenz <math>\omega</math> aufprägt. Verluste der Spule werden durch eine Reihenersatzschaltung von Induktivität <math>L</math> und ohmschen Widerstand <math>R_L</math> (vgl. Abb. 11) modelliert und alle weiteren Verluste vernachlässigt (z. B. Stromwärme in Leitungen, dielektrische Erwärmung des Kondensators, Abstrahlung von EM-Wellen). Wie beim Reihenkreis wird bei Spannungseinspeisung <math>u_0(\omega)=</math> const., bei Stromeinspeisung <math>i_0(\omega)=</math> const. angenommen.

Um die ''Dualitätsbeziehungen'' in allem, was folgt, ausnützen zu können, wird ein Parallelersatzschaltbild genutzt, sodass alle Bauteile (Kapazität <math>C</math>, Induktivität <math>L_p</math> und Widerstand <math>R_p=1/G_p</math>) parallel an den Klemmen der idealen Einspeisequelle liegen (vgl. Abb. 11), dies ergibt das zum Reihenkreis [[Duale Netzwerke|duale Netzwerk]] (vgl. Abb. 12). Der verlustfreie Grenzfall <math>R_L=0</math> entspricht hierbei <math>G_p=0</math>. Für die Rücktransformation aller durch ''duale Ersetzung'' erhaltenen Ergebnisse und Gleichungen in das „ursprüngliche“ Reihenersatzschaltmodell für die verlustbehaftete Spule nutzt man folgende Transformationsformeln (vgl. Abb. 11):
:<math>G_p=\frac{R_L}{R_L^2+\omega^2L^2}</math> und <math>L_p=L+\frac{R_L^2}{\omega^2 L}</math> <math>\qquad (\text{TF}) </math>
[[Datei:Duality.png|mini|450px|'''Abb. 12''' Dualität von Parallel- und Reihenschwingkreis]]
Durch ''duale Ersetzung'' kann man ohne weitere Rechnung alle Formeln und Ergebnisse aus dem Reihenkreis übernehmen, indem man gemäß Abb. 12 überall die Buchstaben für Spannungen <math>u</math> und Ströme <math>i</math> vertauscht (<math>u\leftrightarrow i</math>, <math>u_C\leftrightarrow i_C</math> usw.) sowie jedes Schaltelement durch sein ''duales Pendant'' ersetzt (<math>L\leftrightarrow C</math>, <math>C\leftrightarrow L_p</math>, <math>R\leftrightarrow G_p</math>, <math>X\leftrightarrow B_p</math> sowie <math>\underline{Z}\leftrightarrow \underline{Y}</math>).
Selbstverständlich führt das Lösen der zugehörigen Differentialgleichung zu denselben Ergebnissen, das duale Ersetzungsschema ist lediglich eine „Abkürzung“.

Duales Ersetzen liefert die Knotengleichung

:<math>i=i_C+i_{L_p}+i_{G_p}</math> <math>\qquad (\text{K})</math>

wobei <math>i_C=C\frac{du}{dt}</math> und <math>u=L_p\frac{di_{L_p}}{dt}=i_{G_p}/G_p</math>.

Für die [[Admittanz|Gesamtadmittanz]] und den [[Scheinleitwert]] erhält man
:<math>\underline{Y}=\frac{\underline{i}}{\underline{u}}=\frac{i_0}{u_0}\, e^{-\mathrm{j}\varphi}=G_p+\mathrm{j}\underbrace{\biggl(\omega C-\frac{1}{\omega L_p} \biggr)}_{=B_p}</math>    bzw.    <math>Y=\frac{i_0}{u_0}=\sqrt{G_p^2+B_p^2}</math> <math>\qquad (*{\scriptstyle\text{P}})\quad</math>

Für die ''duale Resonanzbedingung'' erhält man <math>B_p = \operatorname{Im} \underline{Y}_p\mathrel\stackrel{\text{!}}{=}0</math>, für die ''Resonanzfrequenz des Parallelkreises'' <math>\omega_{r}=1/\sqrt{L_p C}</math> und den ''Dämpfungskoeffizienten'' <math>\delta=\frac{G_p}{2C}</math>. Bei Resonanzfrequenz nimmt der Scheinleitwert ein Minimum an; gemäß <math>(*{\scriptstyle\text{P}})</math> hängen die Amplituden von Klemmenstrom und -spannung über <math>i_0(\omega)=Y(\omega)\,u_0(\omega)</math> zusammen, so dass im Resonanzfall bei Stromeinspeisung die Spannungsamplitude maximal wird und umgekehrt bei Spannungseinspeisung die Stromamplitude minimal.

Mithilfe von <math>(\text{TF})</math> und der ungedämpften Eigenfrequenz <math>\omega_0=1/\sqrt{LC}</math> ist die Resonanzfrequenz ausdrückbar durch
:<math>\omega_{r}=\frac{1}{\sqrt{L_p C}}=\omega_0\sqrt{1-\frac{R_L^2 C}{L}}</math> <math>\qquad (\text{RF}) </math>

Im Gegensatz zum Reihenschwingkreis hängt die ''Resonanzfrequenz des Parallelschwingkreises'' im Allgemeinen vom ohmschen Widerstand <math>R_L</math> ab und liegt deshalb unterhalb der ''ungedämpften Eigenfrequenz'' <math>\omega_0</math> freier Schwingungen. Bei schwacher Dämpfung kann man die Widerstandsabhängigkeit jedoch vernachlässigen, sodass <math>\omega_{r}\approx\omega_0</math>. Nur im Grenzfall <math>R_L=0</math> gilt exakt <math>\omega_{r}=\omega_0</math>.

Die Diskussionen in den folgenden Abschnitten Parallelresonanz, Ortskurve, Energiebilanz und Kreisgüte verlaufen aufgrund der Dualität ähnlich zum Reihenkreis, lediglich die Abhängigkeit von der Erregerfrequenz ist bei <math>G_p</math> und <math>L_p</math> über <math>(\text{TF})</math> zu berücksichtigen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 06:51, 13. Feb. 2025 (CET) (''Hier die aktuelle Version aus Artikelraum übertragen'')[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 10:32, 17. Feb. 2025 (CET)

:Danke für deine ausführliche Antwort! Damit ich auf die richtige Spur komme: In welcher Schaltung und bei welchem Parameterfall fließt der Strom <math> I=R_LCU_e/L</math>, den du oben nennst? Ist das Abb. 11 mit Spannungsquelle? {{unsigniert|Modalanalytiker|12:45, 13. Feb. 2025 (CET)}}
::Siehe letzter Absatz von [[Schwingkreis#Parallelresonanz (Stromüberhöhung)|Parallelresonanz]], beginnt mit ''&bdquo;Nahe der Resonanzfrequenz bei schwacher Dämpfung hängen die Zweigströme...”'' und endet mit &bdquo;...in ''Sperrkreisen''”. Dieser Absatz würde so nicht mehr gelten, wenn man die Spannunsgquelle durch die Stromquelle ersetzt.
::Wenn man die Dualität voll ausnutzt (Parallelersatzschaltung + Stromquelle), so wie in obigem Entwurf dargestellt, könnte man diesen Absatz jedoch leicht anpassen, etwa: &bdquo;''Wenn man statt einer Stromquelle eine Spannungsquelle nutzt, gelten folgende Zusammenhänge''...” und dann sinngemäß den Absatz mit "rüberrettet". --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 13:35, 13. Feb. 2025 (CET)

:::Ich möchte mich an dieser Stelle damit begnügen, einige generelle Kommentare zun Artikel abzugeben, denen ich bei einer Überarbeitung - die ich aber nicht plane - folgen würde.
:::Mir gefiele die Beschränkung auf vorgewählte Ersatzschaltungen, die bestimmte Anwendungsfälle abdecken. Die Schaltungen können bei der Parallelresonanz U_e||R||L||C oder U_e||R&L||C sein. U_e kann darüber hinaus gegen I_e ausgetauscht werden, so das man 4 Fälle hätte. Transformationen, mit denen Parameter einer Variante bei Erhalt des Betriebsverhaltens in solche einer anderen umgerechnet werden können, finde ich nicht notwendig. Sie können Verwirrung stiften.
:::Das ist meine Meinung, die ich nur als eine von vielen einordne.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:13, 13. Feb. 2025 (CET)
::::Literatur durchforstet: Beck, Marinescu, Moeller, Weißgerber nutzen bspw. allesamt das Parallelersatzschaltbild für den Parallelkreis zusammen mit der Admittanz als charakterisierende Größe. Dualiät/Ersetzungsformalismus wird direkt angesprochen, so wie in der aktuellen Version. Auch die Verluste der Spule werden so wie in aktueller Version als Reihenschaltung modelliert und über Transformation ins Parallelersatzschaltbild behandelt (vgl. Moeller). Dadurch lassen sich die Abschnitte Parallelresonanz, Ortkurve, Energiebilanz dual behandeln. Daher tendiere ich eher dazu, das so zu belassen. Gleichwohl danke ich dir für die Anregung. (''Änderung'')--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:58, 13. Feb. 2025 (CET)
@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]]: Aufgrund deiner dankenswerten Anregung habe ich den Hauptabschnitt "''Erzwungene Schwingungen''" überabeitet. Die Einspeisung kann Wechselspannung oder -strom sein (nur Klemmen sind abgebildet). Beim Parallelkreis Dualitätsansatz umgesetzt, dadurch sieht man, dass die anschließenden Diskussionen (Parallelresonanz, Ortkurve, Energiebilanz, Kreisgüte) alle dual erfolgen. Die Parallelersatzschaltung ausführlich beschriftet und im Text auf die Verwendung klar hingewiesen - dies sollte möglicher Verwirrung vorbeugen. [[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 15:30, 14. Feb. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:17, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Ist inzwischen im Artikel eingepflegt.}}

:@Benutzer:Jackwelsh007: Ich habe mir mal eine Parallelschaltung der drei Zweige R&L, C und G vorgenommen. Bei Nullsetzen von R oder G oder beiden deckt die Anordnung mehrere Fälle einheitlich ab. Ziel war die Stromüberhöhung in Funktion der Kreisfrequenz zu berechnen. Ich wollte das mit Abb. 11 und 13 vergleichen, bin aber zu keinem guten Ende gekommen. Vielleicht hast du Gelegenheit, das folgende Skript auzuführen. Ich hoffe, das ist genügend auskommentiert.
<pre><code>
//Stromüberhöhung im Parallelschwingkreis (R&L)||C||G mitStromteilerregel, zu Abb. 11 links und Abb. 13 links
//Scilab 2025.0.0
//15.02.2025
//!: Zeigervariable

clear
clc()
mode(0)
funcprot(0);
format('v',8)

// < EINGABE
C=1
L=1
R=0.5
G=0
o0=1./sqrt(L*C)
Do=o0/1000;
ybound=5
// EINGABE >

//Stromteilerregel Ix!/Ie!=Yx!/sum(Yx!)
j=%i;
o=[0:Do:2*o0];
YLR!=(R+j*o*L).^-1; //Admittanz des L&R-Zweigs
Y!=YLR! + j*o*C + G;//Eingangsadmittanz
fLR=abs(YLR!./Y!);
fC=abs(j*o*C./Y!);
fG=abs(G./Y!);
close(winsid())
p=plot([o0; o0],[0; 100]);p.line_style=10;
plot(o,fLR,'r')
plot(o,fC,'g')
plot(o,fG,'b','thickness',1)
ax=gca();
gca().data_bounds(4)=ybound;
</code></pre>
--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:05, 15. Feb. 2025 (CET)
:Ohne den Code im Detail inspiziert zu haben, was ins Auge springt (erste Zeile Kommentierung): (R&L)||C||G <- diese Schaltung taucht im Artikel nicht auf.
:Vielleicht wurde die Schaltung missverstanden: Äquivalenz besteht zw. <math>C||(L \& R_L )</math> und <math>C||L_p||G_p</math>, also
:runtergebrochen zw. <math>L\& R_L</math> (Reihe) und <math>L_p||G_p</math> (Parallel), wobei letztere über Trafo-Formel (TF) verbunden sind.
:Ein Programm-Code, der (R&L)||C||G modelliert kann daher nicht mit den Ergebnissen zur Stromüberhöhung im Artikel zusammenpassen. Falls ein Missverständis entstanden ist, geht das zu meinen Lasten, da ich in der Notation nicht ganz sauber war, auf welches Ersatzschaltbild sich die Ströme beziehen. Das ist jetzt klar unterschieden, auch viele vorher ausgelassene Gedankenschritte sind jetzt im Abschnitt Parallelresonanz ergänzt. An den Ergebnissen ändert es zwar nichts, aber hoffentlich an der Nachvollziehbarkeit und Klarheit. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 20:52, 16. Feb. 2025 (CET)

::@Benutzer:Jackwelsh007: Du schreibst: "Die Reihenersatzschaltung würde Verluste durch ''ungewollte Spannungsabfälle'' über den Verlustwiderstand <math>R_L</math> abbilden mit <math>R_L=0</math> als verlustfreiem Grenzfall; bei einer Stromquelle als Energiequelle ist das jedoch ''modellierungsinkonsistent'' (!)." Wenn ich ausgehend von den Schaltungen <math>L||C||G</math> und <math>L\&R_L||C</math> auf den verlustlosen Fall übergehe (<math>G=0</math> bzw. <math>R_L=0</math>), entsteht in beiden Fallen dieselbe Schaltung <math>L||C</math>. Warum bringt das im Fall <math>R_L=0</math> Modellierungsinkonsistenz mit sich - oder meinst du den Verlust der Dualität? {{unsigniert|Modalanalytiker|17:28, 16. Feb. 2025 (CET)}}
:::@Benutzer:Modalanalytiker: Diese Textbausteine hatte ich gar nicht mehr übernommen (besser auf Artikelraum Bezug nehmen, damit wir stets über den aktuellen Stand sprechen: Sonst besteht die Gefahr, dass wir über Obsoletes reden). Aber zur Frage: Genau, mathematische Konsistenz besteht, aber Dualität geht verloren, deswegen steht es auch im Artikelraum in dieser expliziten Formulierung mit Bezug auf Dualität so drin: "''Um die Dualitätsbeziehungen in allem, was folgt, ausnützen zu können, wird ein Parallelersatzschaltbild genutzt,...''" (Ergänzung)[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 21:40, 16. Feb. 2025 (CET)

::::@Benutyer:Jackwelsh007: Du schreibst: "Ohne den Code im Detail inspiziert zu haben, was ins Auge springt (erste Zeile Kommentierung): (R&L)||C||G <- diese Schaltung taucht im Artikel nicht auf."
::::Das stimmt. Ich habe die allgemeinere Schaltung untersucht, weil sie m. E. die einfachste Darstellung eines Parallelresonanzkreises ist, wenn man Spule und Kondensator beide mit Verlusten modellieren will. ''Numerisch gerechnet'' habe ich die Kurven allerdings für <math>G=0</math>, was genau Bild 11 links mit den Eingabewerten von Bild 13 links erfasst. Die maximalen Stromüberhöhungen für Spule und Kondensator sind 2.06 bzw. 2.28 bei den Kreisfrequenzen 0.94 bzw. 1.05. Siehst du darin eine auseichende Übereistimmung mit den Werten in Bild 13?--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:23, 16. Feb. 2025 (CET)
:::::Prima, danke für den Hinweis, gemäß Näherungsformel gilt ''Stromüberhöhung'' <math>\approx Q</math>. Die Näherung wird umso genau je schwächer die Dämpfung. Aber du hast schon recht: Mit <math>\delta_{r}\ll\omega_0</math> bzw. <math>R_L\ll 2\sqrt{L/C}</math> meint man ja mit "viel kleiner" i.d.R. Größenordnungen von mehreren 10er Potenzen. Beispiel ist nun nebst dem (nur qualitativ zu verstehenden) Diagramm angepasst mit R=0,01 und C=L=1. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 08:23, 17. Feb. 2025 (CET)
::::::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] PS: Hab dein Script mal für C=L=1 und R=1/10 durchlaufen lassen, bereits diese Dämpfung ist schon schwach genug um gute Übereinstimmung mit der Näherung Q=10 zu erzielen. Die maximalen Stromüberhöhungen für Spule bzw. Kondensator liegen da bei 10.01 bzw. 10.06 bei <math>\omega</math>=0.9975 und 1.0025.
::::::Bei R=1/100 stimmen die Ergebnisse mit Q=100 nahezu perfekt überein mit max. Stromüberhöhungen von 100.000 und 100.005 bei <math>\omega</math>=1.
::::::Danke für deine Mühe übrigens zu dem gelungenen Script! --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 11:41, 18. Feb. 2025 (CET) (Nachtrag) [[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 18:55, 18. Feb. 2025 (CET)

@Benutzer:Jackwelsh007: 1. Der Wert <math>R=0.1\,\Omega</math> ist auch für den Artikel gut. Da kann man die Kurven für Kondensator- und Spulenstrom noch gut unterscheiden und erkennt die Näherung.

2. Was hältst du vom Schreiben aller Größenwerte ''mit'' Einheit? Ist lästig, aber didaktisch nicht schlecht.

3. Für numerische Rechnungen der freien Schwingung z. B. des Reihenschwingkreises, funktioniert einheitlich für ''alle'' Dämpfungsfälle

:<math>
\left( \begin{array}{c}
i\\
u\\
\end{array} \right)
=
\mathrm{e}^A
\left( \begin{array}{c}
i(0)\\
u(0)\\
\end{array} \right)
</math>
mit der Systemmatrix
<math>
\left( \begin{array}{cc}
-R/C & 1/C\\
1/L & 0\\
\end{array} \right).
</math>
Wär das noch ein Schmankerl? Der Artikel ist schon 20 Seiten lang. Das würde er auch noch vertragen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:55, 18. Feb. 2025 (CET)

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-16T22:23:56Z

Modalanalytiker:

{{Diskussionsseite}}
{{Archiv-Tabelle|Hilfe=0}}
{{Autoarchiv
|Alter =400
|Ziel ='((Lemma))/Archiv'
|Mindestbeiträge =1
|Mindestabschnitte =3
|Frequenz =monatlich
}}

== Vorzeichen bei Lsg DGL idealer Schwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Stimmt, danke für den Hinweis, Annahme überlesen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 11:43, 10. Jan. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:23, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Erledigt.}}

== Schaltgrafik freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich wollte ohnehin nochmal die Pfeile durch geradlinige farbige ersetzen (Norm) und damit alle Bilder einheitlich wirken. Hatte ich deinen Vorschlag dazu richtig verstanden, dass du es vorziehen würdest den Spulenspannungspfeil umzudrehen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 12:41, 11. Jan. 2025 (CET)

:Ich denke, man sollte die Richtungen so lassen. Dann kann man daraus auch leicht einen „fremderregten“ realen Reihenschwingkreis machen. Vielleicht kannst du den Kondensator „nach unten“ verlagern, dann wäre „links“ Platz für eine erregende Quelle. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:30, 11. Jan. 2025 (CET)

::Seh ich auch so, sonst hätte man die Annahme zur Bepfeilung im Text ändern müssen und im Bild wäre ein Minuszeichen aufgetaucht. So bleibt es minimalistisch. Platz für einen externen Erreger klingt sinnvoll, dies aufgreifend, würde es sich anbieten auch den "allgemeinen Fall" mathematisch im Artikel zu behandeln. Hast du Lust den fehlenden Baustein (hier auf der Diskseite) aufzusetzen? An Details könnte man gemeinsam feilen. [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:53, 11. Jan. 2025 (CET)

:::Den Abschnitt [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|Realer Reihenschwingkreis]] gibt es ja schon, wenn auch mit „schwachem Text“ und „gedrungener“ Bebilderung. Aber ''freie'' und ''erzwungene'' Schwingungen sollte man in diesem Artikel nicht „mischen“. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:52, 11. Jan. 2025 (CET)
::::Mischen war auch nicht meine Intention, dass hast du vermutlich missverstanden. Mir geht es um die mathematische Behandlung des Reihenschwingkreis mit ex. Erreger in Form einer DGL. Dies kann man hier aufsetzen. In welchen Abschnitt das eingebaut wird, ist eine gänzlich andere Frage und muss hier nicht sofort entschieden werden, am besten vermutlich ein Unterabschnitt von [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erwz. Schw. im RSK]]. Möchtest du einen Entwurf hierzu aufsetzen, sonst kann ich das gern machen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 21:31, 11. Jan. 2025 (CET)

:::::Erzwungene Schwingungen in Resonanzkreisen werden nicht mit DGLs, sondern mit Hilfe der [[Komplexe Wechselstromrechnung|komplexen Wechselstromrechnung]] behandelt. Dazu nimmt man nur die (komplexe) Impedanz des Reihenschwingkreises her und stellt deren Ortskurve bzw. den Frequenzgang von deren Betrag und Phase dar und interpretiert das Ganze. Und das wurde hier ja schon (vielleicht etwas ungünstig) getan. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:53, 11. Jan. 2025 (CET)
::::::Mit absoluten Wahrheiten bin ich persönlich immer vorsichtig, es gibt stets mehrere Ansätze zur Problemlösung. Konsistenz vor persönlicher Präferenz ist hier ein guter Leitsatz. Konsistent wäre eine Behandlung analog zu den freien Schwingungen vermöge einer DGL. Komplexe Wechselstromrechnung ist letztlich nur eine Algebraisierung der DGL mithilfe von LP-Trafo bzw. Fourier-Trafo. Ich stelle nun meinen Ansatz vor, dann können wir konkret darüber sprechen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:53, 11. Jan. 2025 (CET)
:::::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Hier wie angekündigt der Entwurf als Diskussionsgrundlage. Die Gleichung ergibt sich sehr anschaulich unmittelbar aus der Maschenregel (siehe Schaltbild unten) und die Lösung der DGL ist elementar. Mein Vorschlag wäre, dies an den Anfang direkt im Abschnitt [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis]] einzugliedern, nachdem wir eine finale Version erarbeitet haben. 1. Hast du Ergänzungs- oder Verbesserungsvorschläge hierzu? 2. Siehst du eine anderen Abschnitt zur Eingliederung als geeigneter an? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:13, 12. Jan. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:23, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Artikel inzwischen überarbeitet.}}

== Entwurf (in progress): Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis ==

[[Datei:Erzwungene_Schwingungen.png|mini|221px|Schaltbild zu erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis. Machenregel liefert:
<math>u_e=u_C+R\, i+u_L</math>]]

[[Datei:Stromamplitude Reihenschwingkreis.png|mini|220px|Erzwungene Schwingung im Reihenschaltkreis: [[Amplitudengang]] des Stroms <math>i_0(\omega)</math> für verschiedene Widerstandswerte <math>R</math> .]]

Analog zur Behandlung der freien Schwingungen im realen Schwingkreis ergibt sich für eine Reihenschaltung von Kapazität <math>C</math>, Widerstand <math>R</math> und Induktivität <math>L</math>, an welche eine äußere Spannung <math>u_e(t)</math> einer idealen Wechselspannungsquelle angelegt wird, mit dem Maschensatz folgende Gleichung (Bepfeilung siehe Schaltbild: Ideale Wechselspannungsquelle im [[Erzeugerzählpfeilsystem|EZV]], alle anderen Schaltelemente im [[Verbraucherzählpfeilsystem|VZS]]):

:<math>u_e=u_C+R\cdot i+u_L</math>

Hierbei ist <math>u_C=Q/C</math> und <math>u_L=L\frac{di}{dt}</math>. Einsetzen und Differenzieren nach der Zeit ergibt

:<math>\frac{du_e}{dt}=\frac{i}{C}+R\cdot\frac{di}{dt}+L\cdot\frac{d^2i}{dt^2}</math>
Dies ist eine lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung und lässt sich besonders leicht mit einem komplexen Ansatz lösen. Natürlich muss jede physikalische Lösung reell sein. Aufgrund der Linearität der Gleichung müssen Real- und Imaginärteil einer Lösung jeder für sich die Gleichung lösen. Wiederum aufgrund der Linearität ist jede reelle Linearkombination reeller Lösungen eine physikalische Lösung.

Einsetzen des komplexen Ansatzes (imaginäre Einheit hier: <math> \mathrm{j}</math>)

:<math> u_e(t)=u_0\cdot e^{\mathrm{j}\omega t}</math>, <math>\;</math> <math> i(t)=i_0\cdot e^{\mathrm{j}(\omega t-\varphi)}</math>

in die Differentialgleichung liefert

:<math> \mathrm{j}\,\omega u_e=\bigl(\frac{1}{C}+\mathrm{j}\,\omega R-L\omega^2 \bigr)i</math> <math>\quad\quad(*)</math>

Damit ergibt sich für die [[Elektrische Impedanz|Gesamtimpedanz]]

:<math> Z=\frac{u_e}{i}=\frac{u_0}{i_0}\, e^{\mathrm{j}\varphi}=R+\mathrm{j}\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)</math>

und deren Betrag ([[Scheinwiderstand]]) entsprechend

:<math> |Z|=\frac{u_0}{i_0}=\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}</math> <math>\quad\quad (1)</math>

Die [[Phasenverschiebung]] <math>\varphi </math> erhält man aus

:<math>\tan\varphi=\frac{\mathrm{Im}\, Z}{\mathrm{Re}\, Z}=\frac{\omega L-\frac{1}{\omega C}}{R}</math> <math>\quad\quad (2)</math>

Gibt man beispielsweise als äußere harmonische Erregung <math>\mathrm{Re}\{u_e(t) \}=u_0\cos(\omega t)</math> mit frei wählbarer Amplitude <math>u_0>0</math> und Erreger(kreis)frequenz <math>\omega>0</math> vor, so löst der Strom

:<math>\mathrm{Re}\{i(t) \}=i_0\cos(\omega t-\varphi)</math>

zusammen mit der vorgegebenen Erregung obige Differentialgleichung. Die Parameter <math>i_0</math> und <math>\varphi</math> des Stroms sind hierbei über <math>(1)</math> und <math>(2)</math> eindeutig festgelegt, da <math>R,L,C</math> als Kenngrößen des Schwingkreises sowie Erregeramplitude <math>u_0>0</math> und Erregerfrequenz <math>\omega>0</math> vorgegeben sind. Hervorzuheben ist hierbei die Abhängigkeit der Phasenverschiebung <math>\varphi=\varphi(\omega) </math> sowie der Stromamplitude

:<math> i_0(\omega)=\frac{u_0}{\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}}</math>

von der Erregerfrequenz <math>\omega</math> (s. Abb. rechts). Stimmt die Erregerfrequenz <math>\omega</math> mit der ''Resonanzfrequenz'' <math>\omega_r=1/\sqrt{LC}</math> des Reihenschwingkreises überein, so wird die Stromamplitude <math>i(\omega_r)=u_0/R </math> maximal. Dieser Fall heißt [[Amplitudenresonanz]] und <math>i_r:=u_0/R </math> ''Resonanzamplitude''.

--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:01, 12. Jan. 2025 (CET)

:Ich kann nur wiederholen: Vor über 100 Jahren haben die Elektrotechnik-Ingenieure die [[komplexe Wechselstromrechnung]] (die mit Fourier- und Laplace-Transformation erst mal nichts zu tun hat) erfunden, um keine DGLs mehr aufstellen und lösen zu müssen. Alle Lehrbücher der Elektrotechnik führen diese anfangs ein, um damit später die Wechselstrom-Netzwerke und insbesondere die Resonanzkreise zu beschreiben und zu analysieren. In manchen Fällen (wenn beim Leser keine komplexen Zahlen vorausgesetzt werden können) werden Schwingkreise auch nur mit Hilfe von Zeigerdiagrammen analysiert. Auf alle Fälle ist es didaktisch nicht vernünftig, für den Reihenschwingkreis an dieser Stelle nochmals die DGL aufzustellen und zu lösen, da die gefundene Lösung viel einfacher und plausibler mit der komplexen Wechselstromrechnung gefunden wird: Dazu werden im Schaltbild die Signale (einschließlich Erregung) mit (evtl. unterstrichenen) Großbuchstaben beschriftet (<math>\underline U_e</math>, <math>\underline I</math>), welche die [[Phasor|komplexen Amplituden]] bezeichnen. Die Netzwerkelemente werden direkt mit ihrer (komplexen) Impedanz beschriftet (also <math>R</math>, <math>j\omega L</math> und <math>\frac{1}{j\omega C}</math>). Jetzt ergibt der Maschensatz <math>\underline U_e=\underline I\cdot\left(R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}\right)</math> sofort die Impedanz <math>\underline Z=\frac{\underline U_e}{\underline I}=R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}</math> (übrigens ist dein Maschensatz falsch: <math>\underline L\cdot u_L</math> ist keine Spannung). Diese Impedanz wird nun interpretiert indem man [[Zeigermodell|Zeigerdiagramme]] und die [[Ortskurve (Systemtheorie)|Ortskurve]] zeichnet sowie Betrag und Phase grafisch darstellt. Davon ausgehend werden in der Literatur zwecks Normierung die 45°-Frequenzen, die relative Bandbreite, die [[Resonanz|Resonanzüberhöhung]], die Schwingkreisgüte und die Verstimmung eingeführt. Das kann man alles im unten angeführten Standard-Lehrbuch von [[Klaus Lunze|Lunze]] oder [[Benutzer:Reseka/Literatur#Allgemeine Elektrotechnik|anderen Werken]] nachlesen und muss sich nichts Neues ausdenken. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 18:32, 12. Jan. 2025 (CET)
::Im Maschensatz, klar ein Typo, das <math>L</math> muss einfach weg, hab ich bereits korrigiert - danke für den Hinweis. Die Fourier-Trafo bildet den Diff-Operator <math>\frac{d}{dt}</math> auf <math>\mathrm{j\omega}</math> ab, und entsprechend für die höheren Ableitungen. Die Fourier-Transformierte der obigen DGL ergibt also exakt die algrebraische Gleichung <math>(*)</math>, diese geht nach Division durch <math>\mathrm{j}\omega</math> und Umsortieren über in <math>u_e=\biggl(R+\mathrm{j}\omega L+\frac{1}{\omega C} \biggr)i</math>. Kann ich auch nur nochmal wiederholen. Die Unterstellung, den Zusammenhang gäbe es nicht, ist daher nicht richtig: Die Anwendung der komplexen Wechselstromrechnung (die nur ein Rechentool ist), wird durch die Fourier-Theorie überhaupt erst mathematisch legitimiert (in der kontinuierlichen Version durch die Fourier-Trafo oder elementarer in der diskreten Version durch die Fourier-Reihenentwicklung unter Ausnutzung des Superpositionsprinzips; die diskrete Variante ist übrigens vor der komplexen Wechselstromrechnung von dem Physiker und Mathematiker Fourier bereits 1822 vor Steinmetz 1889 entwickelt worden, also der Ansatz der Physiker).
::Mir geht es hier um etwas ganz anderes: Es wird momentan etwas einseitig der Standpunkt von Elektrotechnikern/Ingenieuren dargestellt (der Physiker würde jetzt eben Physikstandardwerke zitieren wie den Demtröder Band 2, worin konsequent komplexe Fourier-Reihen als Lösungsansatz der DGLs gewählt werden, also so wie hier aufgezeigt; Gerthsen oder Bock machen es über reelle Fourier-Reihen, auch Physikstandardwerke). Schwingkreise gehören aber genauso zum Grundstudium von Physikern und die sind eben an den Schwingungen (Ampitude, Frequenz, Amplitudengang etc.) selbst interessiert und wählen daher diesen Ansatz. Auch für physikalisch interessierte Mathematiker (selbst im 1. Semester) ist der hier dargestellte Ansatz viel elementarer. Man muss nicht erst in die symbolische Methode einführen, um sowohl die aufgestellte Gleichung wie auch die hier abgeleitete Lösung für die erzwungene Schwingung zu verstehen und selbst die ist im Artikel nirgends angegeben. Auch wenn dies der Fall wäre, ziehe ich ''gerade aus der didaktischen Perspektive'' eine einfache Herleitung vor einem mechanischen Anwenden von Rechentools oder der ''bloßen Angabe einer Lösungfunktion'' vor. Ebenfalls ''aus didaktischer Sicht'', ist ''Wiederholung und Konsistenz'' ein Kernelement ''für erfolgreiche Wissenvermittlung'', was ebenfalls dafür spricht (wieder) den DGL-Ansatz zu verfolgen. Ferner mögen Ortsfunktionen für Elektrotechniker/Ingenieure interessant sein, der Amplitudengang ist jedoch eher für den Physiker (und auch Mathematiker interessant), denn er zeigt (siehe Grafik) sehr deutlich wie das System im Resonanzfall (für <math>R\rightarrow 0 </math>) aus den Fugen gerät.
::Jede Sichtweise/Zugang hat seine Berechtigung und diese Darstellung trägt dazu bei, da Sie Aspekte aufzeigt, die in der bisherigen Darstellung fehlen. Darum wiederhole ich meinen Vorschlag, dies wie oben genannt entsprechend einzugliedern. Hast du gute Gründe, die dagegen sprechen, die verschiedenen Interessengruppen anzusprechen und abzuholen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 20:48, 12. Jan. 2025 (CET)

:::Bisher war das ein „Elektrotechnik-Artikel“. Eine diesbezügliche Änderung solltest du mit dem Hauptautor (der nicht ich bin) und den anderen Autoren abstimmen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:31, 13. Jan. 2025 (CET)
::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Deine Aussage unterstreicht, dass die bisherige Darstellung andere Perspektiven vernachlässigt, da stimme ich zu. Insb. tauchen im Abschnitt "[[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis]]" die ''Schwingungen selbst ''überhaupt gar nicht mehr auf, weder Erregerschwingung (ext. Spannung) noch die erregte Schwingung (der Strom) samt Kenngrößen, Phasenwinkel, Amplitude etc. Diesen Mangel behebt der jetzige Entwurf. Die Hauptargumente stehen oben. Daher wiederhole ich meine Vorschlag, den Entwurf an den Anfang des besagten Abschnitts zu stellen.
::::In der Annahme, dass es sich bei @[[Benutzer:Saure|Saure]], um den Hauptautoren handelt: Gibt es konkret Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 16:36, 13. Jan. 2025 (CET)

:Wenn die Zeichenanzahl ein Kennzeichen für den Hauptautor ist, muss ich mich ja wohl einklinken.
:Ich danke [[Benutzer:Reseka|Reseka]] für sein Gegenhalten und stimme ihm voll zu.
:Konkrete Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf kommen von mir nicht, weil ich den Entwurf ohnehin nicht für hilfreich halte. Die Zeichnung des Amplitudengangs ist abzulehnen, weil sie in den Augen eines Physikers fundamental fehlerhaft ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 17:38, 13. Jan. 2025 (CET)
::''"Für nicht hilfreich halten"'' ist eine pauschal wertende Aussage, zudem ohne Angabe von Sachargumenten, insofern ohne Aussagekraft und Gehalt. Meine Argumente für die Eingliederung des Entwurfs sind oben nachzulesen, dabei bitte gesamten Diskussionsverlauf berücksichtigen und konkret darauf eingehen. Ferner: Was ist an dem Amplitudengang fundamental falsch? Behauptung bitte konkret begründen. Danke. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:14, 13. Jan. 2025 (CET)

'''Aktueller Diskussionsstand zum Entwurf:'''
Nachdem ein ''konstruktives Miteinander'' für die Erarbeitung des vorgeschlagenen Entwurfs von obenstehenden Gesprächspartnern abgelehnt und auf meine zuletzt genannten Argumente ''für'' dessen Eingliederung (oben nachzulesen) weder eingegangen noch eine Antwort auf meine Frage erfolgte, warum in einem verschiedene Interessengruppen berührenden Artikel, diese nicht angesprochen und abgeholt werden sollten, bleiben von denselben Gesprächspartnern unbeantwortet. Statt von "''Miteinander''" ist zuletzt gar von "''Gegenhalten''" die Rede und es folgen pauschal wertende Ablehnung ohne Sachargumente und Aussagekraft.

Dass ''Wiederholung'' gerade ''didaktisch sinnvoll'' und nicht ''"unvernünftig"'' ist, wurde bereits oben von mir angeführt, die ''Unentbehrlichkeit'' von Differentiagl. bei der gründlichen Diskussion von Schwingungen wird im unten stehenden Abschnitt "Effektivwert" unabhängig bestätigt. Aufgrund dieser Sachlage wird der Entwurf nun in den Artikelraum übertragen. Angesichts bisherigen Gesprächsverlaufs wäre eine Löschung des Entwurfs im Artikel billigerweise als Willkür und Boykott zu werten (ähnlich bereits zuvor erfolgter Löschungen mit unfundierten Begründungen "... ''sehe ICH nicht als Verbesserung an.''", falls nötig können weitere willkürliche Löschungen mit Zeitstempel angeführt werden.) {{unsigniert|Jackwelsh007|01:05, 15. Jan. 2025 (CET)}} (Nachtrag Signatur) [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:36, 15. Jan. 2025 (CET)

{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:17, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Ist inzwischen im Artikel eingepflegt.}}

==Effektivwert==
In der Gleichung
:<math>{\displaystyle X_{C}={\frac {U}{I_{C}}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}=-{\frac {1}{\omega C}}\ }</math>
hat der Quotient zweier (stets positiver) Effektivwerte einen negativen Wert. Das sollte korrigiert werden.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:54, 13. Jan. 2025 (CET)

:Die Vorzeicheninkonsistenz ist ein guter Hinweis. Auch die Begründung "''Das negative Vorzeichen steht für die entgegengesetzte Richtung des Strompfeiles.''" ist erläuterungsbedürftig: 1. Was ist mit ''Strompfeil'' gemeint (ein Bezugspfeil oder ein Zeiger eines komplexen Effektivwerts)? 2. ''entgegengesetzt'' wozu? Eine Präzisierung der Fachsprache wäre hier gut und sie hat Auswirkungen auf die Richtigkeit der Aussage. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:23, 14. Jan. 2025 (CET)

::Ich habe den Fehler korrigiert und Text sowie Gleichungen an die Definitionen im Bild angepasst, um Missdeutungen zu vermeiden. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:19, 14. Jan. 2025 (CET)

::::Zwar formal berichtigt, die Ergänzung des Vorzeichens in <math>X_C=-\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_C|}</math> gegenüber <math>X_L=\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_L|}</math> kann auf unbeschlagene Leser jedoch willkürlich wirken. Dies lässt sich durch folgende konsistente und daher didaktisch sinnvollere Darstellung vermeiden und sollte daher angepasst werden:
:::: <math>X_L=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_L}=\omega L</math> <math>\quad</math> und <math>\quad</math> <math>X_C=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_C}=-\frac{1}{\omega C}</math>
:::--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:07, 14. Jan. 2025 (CET)

:::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]]: Die Gleichungen stimmen jetzt, aber ist diese Variante der Korrektur optimal? Ich habe zunächst gedacht, dass der Artikel die komplexe Rechnung vermeiden will, um die Leser mathematisch nicht zu überfordern. Das ist kaum durchzuhalten. Differentialgleichungen sind m. E. nicht Oma-tauglich, aber hier unentbehrlich. Und Elemente der komplexen Rechnung tauchen (aus gutem Grund) auch jetzt schon in mehreren Abbildungen auf und aktuell auch in der besprochenen Änderung. Liegt es da nicht nahe, auch die (sehr einfachen) Spannungsgleichungen von Spule und Kondensator (im VZS) komplex anzuschreiben und dann die einheitliche Definition der beiden Reaktanzen (der Name fehlt noch) gemäß <math>X=\operatorname{Im}{\frac{\underline{U}}{\underline{I}}} </math> zu verwenden? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:39, 14. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:50, 14. Jan. 2025 (CET)

::::@[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] Das stimmt auch. Findest du das Nehmen des Imaginäteils einer imaginären Zahl durch Multiplikation mit -j vorteilhaft gegenüber der expliziten Imag-Funktion? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:01, 14. Jan. 2025 (CET)

:::::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Hab mal die Chronologie anhand der Zeitstempel wiederhergestellt (einfach damit's passt). Zur Frage: Beide Darstellungen sind gebräuchlich, reine Präferenzsache und diesbezüglich bin ich leidenschaftlos, da beide Darstellungen gleichermaßen konsistent und daher didaktisch der bisherigen vorzuziehen sind. Meinethalben gern den Projektor <math>\mathrm{Im}</math>.
::: Erledigt. Da ich eh gerade dabei war die Notation zu harmonisieren und Äquivalenzumformungen zu verschlanken, habe ich den Vorschlag (Im-Operator) gleich mit umgesetzt. {{unsigniert|Jackwelsh007|03:21, 15. Jan. 2025 (CET)}} (Nachtrag Signatur: [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 03:31, 15. Jan. 2025 (CET))
::::Vielleicht gefällt dir die folgende Hinzufügung der Spannungsgleichungen? Leser mit geringeren Kenntnissen der komplexen Rechnung können die eventuell intuitiv verstehen und dann auch die darauf beruhenden Blindwiderstandsgleichungen:

::::Die Ströme werden durch den kapazitiven und induktiven Wechselstrom- oder [[Blindwiderstand]] begrenzt. Für eine Spule mit der Induktivität ''L'' und ihrer Strom-Spannungsgleichung
:::::<math>\underline U=\mathrm{j}\omega L\,{\underline I_L}</math>
::::gilt bei der Frequenz <math>f</math> bzw. der [[Kreisfrequenz]] <math>\omega =2\pi f</math>
:::::<math>X_L =\mathrm{Im}\,\frac{\underline U}{\underline I_L} =\omega L = 2\pi fL \ ,</math>
::::entsprechend für einen Kondensator mit
:::::<math>{\underline I_C}=\mathrm{j}\omega C\,{\underline U}</math>
::::und der Kapazität ''C'':
:::::<math>X_C =\mathrm{Im}\,\frac{\underline U}{\underline I_C} = -\frac 1{\omega C}= -\frac 1{2\pi fC} \ .</math>
::::Das negative Vorzeichen ... --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:49, 15. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:53, 15. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:05, 15. Jan. 2025 (CET)
:::::Definitiv sinnvoll: Erspart mit der Sache weniger vertrauten Lesern Durchforsten anderer Artikel nach dem "relevanten Input" für darauffolgende Gleichungen und macht den Abschnitt somit in sich geschlossener und lesefreundlicher. Hab's bereits eingepflegt.[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:57, 16. Jan. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:21, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Artikel inzwischen überarbeitet.}}

== Zum Abschnitt Erzwungene Schwingungen im Parallelschwingkreis ==

Ich verstehe das Bild 11 und den Inhalt des Abschnitts so, dass die eigentlich zu untersuchende Schaltung - das Original - im linken Bildteil steht und die Schaltung im rechten lediglich als Ersatzschaltung verwendet wird, weil das mathematisch einfacher sei.

Wenn man statt dessen mit dem Original wie beim Reihenschwingkreis vorgeht und als Erregung der Schaltung eine Stromquelle mit dem Quellenstron <math>i_q</math> parallel zu <math>C</math> und <math>L\,\& R_L</math> schaltet, ergibt sich ohne besonderes Hemmnis die Differentialgleichung

<math>LC\frac{\text{d}^2i_L}{\text{d}t^2} + R_LL\frac{\text{d}i_L}{\text{d}t}+i_L=i_q.</math>

Damit kann man so weitermachen, wie schon beim Reihenschwingkreis. Für die Angabe der Stromüberhöhungen steht dann <math>i_q</math> als Bezugsgröße direkt zur Verfügung. Mathematisch schwieriger ist das m. E. nicht.

Beim Parallelschwingkreis eine Spannungsquelle zur Erregung zu verwenden, ist zwar für den Sinusfall zulässig; würde man allerdings einen Einschaltvorgang so modellieren, würde die Parallelschaltung der Spannungsquelle mit dem Kondensator im Allg. einen Maschensatz-Konflikt zwischen den Anfangswerten von Kondensator- und Erregerspannung auslösen. Für den Sinusfall kann man darüber hinweggehen. Da ist es nur ein Argument zweiter Ordnung, aber wenigstens eine Verbeugung an die Modellhygiene. Kurzum: Der Erregung eines Parallelschwingkreises mit einer Spannungsquelle entspricht "modellhygienisch" die Verwendung einer Stromquelle beim Reihenschwingkreis. Aber letzteres macht glücklicherweise niemand. Die "Modellhygiene" ist hier auch nur eine Nebensache. Die Hauptsache ist das Verwenden des Ersatzmodells <math>G_p||L_p||C.</math>

Ich stelle zur Diskussion, ob der vorgetragene Gedanke den Artikel vereinfachen könnte und ob das Ersatzmodell entbehrlich ist, ohne dass Substanz zum Thema Parallelresonanz verloren geht. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 13:23, 12. Feb. 2025 (CET)

:Bestätige, so ist es gemeint – interessant, dass Du das ansprichst, weil ich das selbst erwogen, aber dann verworfen hatte.
:Mehrere Dinge hielten mich davon ab, aber hauptsächlich, dass man bei Parallelresonanz den Strom <math>I=R_LC\,U_e /L</math> dann nicht mehr beliebig klein machen kann, indem man die Verluste der Spule optimiert (ohmsche Verluste, Wirbelstromverluste, etc.), d.h. <math>R_L</math> möglichst klein macht, da der Strom bei obigem Ansatz nicht mehr erregte Größe, sondern von außen als erregende Größe <math>I_q</math> bzw. <math>I_e</math> vorgegeben ist. Als direkte Folge kann auch das Verhalten als Sperrkreis mit dem Ansatz nicht mehr erklärt werden. Das ist schon eine ziemlich unangenehme Konsequenz...
:Da Du ''Vereinfachung'' ansprichst: Meine ursprüngliche Erwägung war, dass mathematisch hier besonders elegant abzukürzen, indem man das Parallelersatzschaltbild mit der idealen Stromquelle kombiniert. Dann kann man direkt alle Gleichungen durch duale Übersetzung erhalten, ohne etwas rechnen zu müssen. In der Tat war das mein erster Entwurf, den ich nebst Abbildung schon vorbereitet, aber dann obigen Einwandes wegen doch verworfen hatte.
:Ich kopiere den ursprünglichen Entwurf aus meiner Notepad-Datei in den nächsten Abschnitt, damit Du ihn Dir mal anschauen kannst. Aus Gründen der Modellierungskonsistenz wäre das auch mein präferierter Ansatz - allerdings ergibt sich dafür dieselbe unangenehme Konsequenz (Parallelresonanz)...
:Man könnte diesen m.E. doch einfacheren Weg verfolgen und dafür bei der Parallelresonanz am Schluss darauf hinweisen, dass man mit einer Spannungsquelle als Energiequelle folgendes Verhalten hat... Wie siehst du das? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 06:50, 13. Feb. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:20, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Abschnitt bereits via Dualitätsansatz überarbeitet}}

== Erzwungene Schwingungen im Parallelkreis (ursprüngliche Fassung) ==

[[Datei:Parallelkreis Ersatzschaltungen.svg|mini|240px|'''Abb. 11''' RLC-Parallelschwingkreis mit verlustbehafteter Spule]]
[[File:Duality.png|thumb|450px|'''Abb. 12''' Dualität von Reihen- und Parallelkreis]]

Im RLC-Parallelschwingkreis liegen Kapazität <math>C</math> und Induktivität <math>L</math> parallel zu einer idealen Wechselstromquelle, die den Strom <math>i_e(t)</math> in das Netzwerk einspeist. Hierbei werden Verluste der Spule durch eine Reihenersatzschaltung von Induktivität <math>L</math> und Verlustwiderstand <math>R_L</math> (vgl. Abb. 11) modelliert und alle weiteren Verluste vernachlässigt (z. B. Stromwärme in Leitungen, dielektrische Erwärmung des Kondensators, Abstrahlung von EM-Wellen).

Modelliert man die verlustbehaftete Spule stattdessen mit einer Parallelersatzschaltung, so liegen alle Schaltelemente (Kapazität <math>C</math>, Induktivität <math>L_p</math> und Verlustkonduktanz <math>G_p=1/R_p</math>) parallel zur äußeren Stromquelle (vgl. Abb. 11). Dies vereinfacht die mathematische Behandlung erheblich, da der Parallelkreis mit Stromquelle im Parallelersatzschaltbild das zum Reihenkreis mit Spannungquelle [[duale Netzwerke|duale Netzwerk]] darstellt (vgl. Abb. 12)

''Energieverluste'' werden im Reihenkreis mit ''Spannungsquelle als Energiequelle'' konsistent durch ''ungewollte Spannungsabfälle'' über den ''Verlustwiderstand'' <math>R</math> modelliert. Dual dazu werden ''Energieverluste'' im Parallelkreis im Parallelersatzschaltbild mit ''Stromquelle als Energiequelle'' konsistent durch ''ungewollte Stromableitungen '' über den <math>G_p</math>-''Strompfad'' („Stromlecks“) modelliert, vergleichbar mit einer Wasserquelle die Wasser über ein Rohrleck verliert; <math>G_p=0</math> entspricht dem verlustfreien Grenzfall. Die Reihenersatzschaltung würde Verluste durch ''ungewollte Spannungsabfälle'' über den Verlustwiderstand <math>R_L</math> abbilden mit <math>R_L=0</math> als verlustfreiem Grenzfall; bei einer Stromquelle als Energiequelle ist das jedoch ''modellierungsinkonsistent'' (!).

Durch ''duale Übersetzung'' kann man ohne weitere Rechnung alle Formeln und Ergebnisse aus dem Reihenkreis übernehmen, indem man überall die Buchstaben für Spannungen <math>u</math> und Ströme <math>i</math> vertauscht (<math>u\leftrightarrow i</math>, <math>u_e\leftrightarrow i_e</math>, <math>u_L\leftrightarrow i_L</math> usw.) sowie jedes Schaltelement durch sein ''duales Pendant'' ersetzt (<math>L\leftrightarrow C</math>, <math>C\leftrightarrow L_p</math>, <math>R\leftrightarrow G_p</math>, <math>X\leftrightarrow B_p</math> sowie <math>\underline{Z}\leftrightarrow \underline{Y}</math>). Das Ersetzungsschema und die Dualitäten sind in Abb. 12 dargestellt. Selbstverständlich führt das Lösen der zugehörigen Differentialgleichung zu denselben Ergebnissen, das duale Ersetzungsschema ist lediglich eine „Abkürzung“.

Duale Übersetzung liefert die Knotenregel <math>i_e=i_C+i_L+i_G</math> sowie die [[Admittanz|Gesamtadmittanz]] bzw. den [[Scheinleitwert]]

:<math>\underline{Y}=\frac{\underline{i}_e}{\underline{u}}=\frac{i_0}{u_0}\, e^{-\mathrm{j}\varphi}=G_p+\mathrm{j}\underbrace{\biggl(\omega C-\frac{1}{\omega L_p} \biggr)}_{=B_p}</math>    bzw.    <math>Y=\frac{i_0}{u_0}=\sqrt{G_p^2+B_p^2}</math> <math>\qquad (*{\scriptstyle\text{P}})\quad</math>

und die Spannungsamplitude der erregten Spannung

:<math> u_0(\omega)=\frac{i_0}{\sqrt{G_p^2+\biggl(\omega C-\frac{1}{\omega L_p} \biggr)^2}}</math> <math>\qquad(\clubsuit {\scriptstyle\text{P}})\quad</math>

Durch Vergleich von <math>(*{\scriptstyle\text{P}})</math> und <math>(\clubsuit {\scriptstyle\text{P}})</math> sieht man, dass die ''Resonanzbedingung'' <math>u_0(\omega_r)\mathrel\stackrel{\text{!}}{=}\text{max.}</math> äquivalent ist zu <math>B_p = \operatorname{Im} \underline{Y}\mathrel\stackrel{\text{!}}{=}0</math>. Diese wird erfüllt durch die Resonanzfrequenz <math>\omega_{r}=1/\sqrt{L_p C}</math>.

Mithilfe der zweiten der beiden ''Transformationsformeln für die Umrechnung zwischen Reihen- und Parallelersatzschaltung'' (vgl. Abb. 11)
:<math>G_p=\frac{R_L}{R_L^2+\omega^2L^2}</math> und <math>L_p=L+\frac{R_L^2}{\omega^2 L}</math> <math>\qquad (\text{TF}) </math>
und der ungedämpften Eigenfrequenz <math>\omega_0=1/\sqrt{LC}</math> lässt sie sich ausdrücken als
:<math>\omega_{r}=\frac{1}{\sqrt{L_p C}}=\omega_0\sqrt{1-\frac{R_L^2 C}{L}}</math> <math>\qquad (\text{RF}) </math>

Im Gegensatz zum Reihenschwingkreis hängt die ''Resonanzfrequenz des Parallelschwingkreises'' im Allgemeinen vom ohmschen Widerstand <math>R_L</math> ab und liegt deshalb unterhalb der ''ungedämpften Eigenfrequenz'' <math>\omega_0</math> freier Schwingungen. Bei schwacher Dämpfung kann man die Widerstandsabhängigkeit jedoch vernachlässigen, sodass <math>\omega_{r}\approx\omega_0</math>. Nur im Grenzfall <math>R_L=0</math> gilt exakt <math>\omega_{r}=\omega_0</math>. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 06:51, 13. Feb. 2025 (CET)

:Danke für deine ausführliche Antwort! Damit ich auf die richtige Spur komme: In welcher Schaltung und bei welchem Parameterfall fließt der Strom <math> I=R_LCU_e/L</math>, den du oben nennst? Ist das Abb. 11 mit Spannungsquelle? {{unsigniert|Modalanalytiker|12:45, 13. Feb. 2025 (CET)}}
::Siehe letzter Absatz von [[Schwingkreis#Parallelresonanz (Stromüberhöhung)|Parallelresonanz]], beginnt mit ''&bdquo;Nahe der Resonanzfrequenz bei schwacher Dämpfung hängen die Zweigströme...”'' und endet mit &bdquo;...in ''Sperrkreisen''”. Dieser Absatz würde so nicht mehr gelten, wenn man die Spannunsgquelle durch die Stromquelle ersetzt.
::Wenn man die Dualität voll ausnutzt (Parallelersatzschaltung + Stromquelle), so wie in obigem Entwurf dargestellt, könnte man diesen Absatz jedoch leicht anpassen, etwa: &bdquo;''Wenn man statt einer Stromquelle eine Spannungsquelle nutzt, gelten folgende Zusammenhänge''...” und dann sinngemäß den Absatz mit "rüberrettet". --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 13:35, 13. Feb. 2025 (CET)

:::Ich möchte mich an dieser Stelle damit begnügen, einige generelle Kommentare zun Artikel abzugeben, denen ich bei einer Überarbeitung - die ich aber nicht plane - folgen würde.
:::Mir gefiele die Beschränkung auf vorgewählte Ersatzschaltungen, die bestimmte Anwendungsfälle abdecken. Die Schaltungen können bei der Parallelresonanz U_e||R||L||C oder U_e||R&L||C sein. U_e kann darüber hinaus gegen I_e ausgetauscht werden, so das man 4 Fälle hätte. Transformationen, mit denen Parameter einer Variante bei Erhalt des Betriebsverhaltens in solche einer anderen umgerechnet werden können, finde ich nicht notwendig. Sie können Verwirrung stiften.
:::Das ist meine Meinung, die ich nur als eine von vielen einordne.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:13, 13. Feb. 2025 (CET)
::::Literatur durchforstet: Beck, Marinescu, Moeller, Weißgerber nutzen bspw. allesamt das Parallelersatzschaltbild für den Parallelkreis zusammen mit der Admittanz als charakterisierende Größe. Dualiät/Ersetzungsformalismus wird direkt angesprochen, so wie in der aktuellen Version. Auch die Verluste der Spule werden so wie in aktueller Version als Reihenschaltung modelliert und über Transformation ins Parallelersatzschaltbild behandelt (vgl. Moeller). Dadurch lassen sich die Abschnitte Parallelresonanz, Ortkurve, Energiebilanz dual behandeln. Daher tendiere ich eher dazu, das so zu belassen. Gleichwohl danke ich dir für die Anregung. (''Änderung'')--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:58, 13. Feb. 2025 (CET)
@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]]: Aufgrund deiner dankenswerten Anregung habe ich den Hauptabschnitt "''Erzwungene Schwingungen''" überabeitet. Die Einspeisung kann Wechselspannung oder -strom sein (nur Klemmen sind abgebildet). Beim Parallelkreis Dualitätsansatz umgesetzt, dadurch sieht man, dass die anschließenden Diskussionen (Parallelresonanz, Ortkurve, Energiebilanz, Kreisgüte) alle dual erfolgen. Die Parallelersatzschaltung ausführlich beschriftet und im Text auf die Verwendung klar hingewiesen - dies sollte möglicher Verwirrung vorbeugen. [[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 15:30, 14. Feb. 2025 (CET)
{{Erledigt |1=--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 22:17, 14. Feb. 2025 (CET) |2=Ist inzwischen im Artikel eingepflegt.}}

:@Benutzer:Jackwelsh007: Ich habe mir mal eine Parallelschaltung der drei Zweige R&L, C und G vorgenommen. Bei Nullsetzen von R oder G oder beiden deckt die Anordnung mehrere Fälle einheitlich ab. Ziel war die Stromüberhöhung in Funktion der Kreisfrequenz zu berechnen. Ich wollte das mit Abb. 11 und 13 vergleichen, bin aber zu keinem guten Ende gekommen. Vielleicht hast du Gelegenheit, das folgende Skript auzuführen. Ich hoffe, das ist genügend auskommentiert.
<pre><code>
//Stromüberhöhung im Parallelschwingkreis (R&L)||C||G mitStromteilerregel, zu Abb. 11 links und Abb. 13 links
//Scilab 2025.0.0
//15.02.2025
//!: Zeigervariable

clear
clc()
mode(0)
funcprot(0);
format('v',8)

// < EINGABE
C=1
L=1
R=0.5
G=0
o0=1./sqrt(L*C)
Do=o0/1000;
ybound=5
// EINGABE >

//Stromteilerregel Ix!/Ie!=Yx!/sum(Yx!)
j=%i;
o=[0:Do:2*o0];
YLR!=(R+j*o*L).^-1; //Admittanz des L&R-Zweigs
Y!=YLR! + j*o*C + G;//Eingangsadmittanz
fLR=abs(YLR!./Y!);
fC=abs(j*o*C./Y!);
fG=abs(G./Y!);
close(winsid())
p=plot([o0; o0],[0; 100]);p.line_style=10;
plot(o,fLR,'r')
plot(o,fC,'g')
plot(o,fG,'b','thickness',1)
ax=gca();
gca().data_bounds(4)=ybound;
</code></pre>
--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:05, 15. Feb. 2025 (CET)
:Ohne den Code im Detail inspiziert zu haben, was ins Auge springt (erste Zeile Kommentierung): (R&L)||C||G <- diese Schaltung taucht im Artikel nicht auf.
:Vielleicht wurde die Schaltung missverstanden: Äquivalenz besteht zw. <math>C||(L \& R_L )</math> und <math>C||L_p||G_p</math>, also
:runtergebrochen zw. <math>L\& R_L</math> (Reihe) und <math>L_p||G_p</math> (Parallel), wobei letztere über Trafo-Formel (TF) verbunden sind.
:Ein Programm-Code, der (R&L)||C||G modelliert kann daher nicht mit den Ergebnissen zur Stromüberhöhung im Artikel zusammenpassen. Falls ein Missverständis entstanden ist, geht das zu meinen Lasten, da ich in der Notation nicht ganz sauber war, auf welches Ersatzschaltbild sich die Ströme beziehen. Das ist jetzt klar unterschieden, auch viele vorher ausgelassene Gedankenschritte sind jetzt im Abschnitt Parallelresonanz ergänzt. An den Ergebnissen ändert es zwar nichts, aber hoffentlich an der Nachvollziehbarkeit und Klarheit. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 20:52, 16. Feb. 2025 (CET)

::@Benutzer:Jackwelsh007: Du schreibst: "Die Reihenersatzschaltung würde Verluste durch ''ungewollte Spannungsabfälle'' über den Verlustwiderstand <math>R_L</math> abbilden mit <math>R_L=0</math> als verlustfreiem Grenzfall; bei einer Stromquelle als Energiequelle ist das jedoch ''modellierungsinkonsistent'' (!)." Wenn ich ausgehend von den Schaltungen <math>L||C||G</math> und <math>L\&R_L||C</math> auf den verlustlosen Fall übergehe (<math>G=0</math> bzw. <math>R_L=0</math>), entsteht in beiden Fallen dieselbe Schaltung <math>L||C</math>. Warum bringt das im Fall <math>R_L=0</math> Modellierungsinkonsistenz mit sich - oder meinst du den Verlust der Dualität? {{unsigniert|Modalanalytiker|17:28, 16. Feb. 2025 (CET)}}
:::@Benutzer:Modalanalytiker: Diese Textbausteine hatte ich gar nicht mehr übernommen (besser auf Artikelraum Bezug nehmen, damit wir stets über den aktuellen Stand sprechen: Sonst besteht die Gefahr, dass wir über Obsoletes reden). Aber zur Frage: Genau, mathematische Konsistenz besteht, aber Dualität geht verloren, deswegen steht es auch im Artikelraum in dieser expliziten Formulierung mit Bezug auf Dualität so drin: "''Um die Dualitätsbeziehungen in allem, was folgt, ausnützen zu können, wird ein Parallelersatzschaltbild genutzt,...''" (Ergänzung)[[Benutzer:Jackwelsh007|Jack]]…[[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|D]] 21:40, 16. Feb. 2025 (CET)

::::@Benutyer:Jackwelsh007: Du schreibst: "Ohne den Code im Detail inspiziert zu haben, was ins Auge springt (erste Zeile Kommentierung): (R&L)||C||G <- diese Schaltung taucht im Artikel nicht auf."
::::Das stimmt. Ich habe die allgemeinere Schaltung untersucht, weil sie m. E. die einfachste Darstellung eines Parallelresonanzkreises ist, wenn man Spule und Kondensator beide mit Verlusten modellieren will. ''Numerisch gerechnet'' habe ich die Kurven allerdings für <math>G=0</math>, was genau Bild 11 links mit den Eingabewerten von Bild 13 links erfasst. Die maximalen Stromüberhöhungen für Spule und Kondensator sind 2.06 bzw. 2.28 bei den Kreisfrequenzen 0.94 bzw. 1.05. Siehst du darin eine auseichende Übereistimmung mit den Werten in Bild 13?--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:23, 16. Feb. 2025 (CET)

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-16T16:28:13Z

Modalanalytiker:

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-15T21:05:45Z

Modalanalytiker:

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-13T20:13:38Z

Modalanalytiker:

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-13T11:45:34Z

Modalanalytiker:

Diskussion:Schwingkreis

2025-02-12T12:23:59Z

Modalanalytiker: Neuer Abschnitt /* Zum Abschnitt Erzwungene Schwingungen im Parallelschwingkreis */

Spannungsquelle

2025-02-04T20:42:24Z

Modalanalytiker: Haupteigenschaft der idealen Spannungsquelle mit DIN EN IEC 60375:2022-07, Nr. 3.38 harmonisiert.

Als '''Spannungsquelle''' wird ein [[elektrisches Bauelement]] (oder eine [[elektrische Schaltung]]) bezeichnet, das eine für sie repräsentative [[elektrische Spannung]] anbietet und dazu in der Lage ist, [[Elektrischer Strom|elektrischen Strom]] zu erzeugen,– und zwar so viel Strom wie erforderlich ist, dass ihre Spannung in einem [[Stromkreis]] erhalten bleibt. Somit verhält sich eine Spannungsquelle wie eine spezielle [[elektrische Energiequelle]], in der der Strom aus einem Energieumwandlungsprozess gewonnen wird. Ferner kommt sie als Lieferant von [[Elektrisches Signal|elektrischen Signalen]] vor. Eine Spannungsquelle kann auch ein Gegenstand sein, der lediglich ein [[elektrisches Feld]] erzeugt, dabei aber nur kurzzeitig oder in nicht verwertbarem Umfang zur Stromabgabe fähig ist.

Als wesentliche Eigenschaft hängt die Spannung nur gering oder – beim Modell der [[Ideales elektrisches Bauelement|idealen Spannungsquelle]] – gar nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab.<ref name="idSpQ">DIN EN IEC 60375:2022-07, Nr. 3.38</ref> Die angebotene elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung. Realisiert eine vorhandene Spannungsquelle das Modellverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als '''Konstantspannungsquelle''' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

== Abgrenzung ==
Auch wenn die Spannungsquelle Strom erzeugen kann, wird sie im Rahmen der Analyse elektrischer Netzwerke nicht als Stromquelle bezeichnet. Die [[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]] als Gegenstück zur Spannungsquelle gibt vielmehr einen für sie repräsentativen elektrischen Strom aus und ist in der Lage, die dazu erforderliche Spannung aufzubauen.

[[Datei:Quelle U-Schaltzeichen.svg|mini|hochkant=0.65|[[Schaltzeichen]] gemäß DIN EN 60617-2 für eine ideale Gleichspannungsquelle mit der elektrischen Spannung <math>U</math>]]

Üblicherweise enthält eine überschaubar große elektrische Schaltung nur eine einzige Spannungsquelle. Fließt Strom durch die Quelle, so ist er bei einer positiven Quellenspannung im [[Erzeugerzählpfeilsystem]] ebenfalls positiv. Im Wesentlichen beschränkt sich dieser Artikel auf diesen Fall eines aktiven Betriebs.

Wo in einer [[Elektrische Schaltung|elektrischen Schaltung]] eine Spannungsquelle in den [[Schaltplan|Plan]] eingezeichnet wird, wird sie mit dem Schaltzeichen der idealen Spannungsquelle gekennzeichnet, und sie wird dort immer als ideale Spannungsquelle angesehen. Bei einer ''realen Spannungsquelle'' besteht jedoch eine Abhängigkeit der bereitgehaltenen Spannung von der Stromstärke. Für deren Beschreibung werden im Schaltplan weitere Bauelemente eingefügt. Im einfachsten Fall ist das ein mit der Spannungsquelle [[Serieschaltung|in Reihe]] liegender [[ohmscher Widerstand]]. Diese Kombination wird als ''lineare Spannungsquelle'' bezeichnet, der ohmsche Widerstand als [[Innenwiderstand]].<ref>Wolfgang Nerreter: ''Grundlagen der Elektrotechnik.'' 4. Auflage. 2024, Hanser. S. 35.</ref> Der Widerstand existiert nicht real als diskretes Bauelement, aber im so erweiterteten Modell erlaubt er eine lineare Abhängigkeit der tatsächlich angebotenen Spannung von der Stromstärke zu beschreiben. Bei als Energiequelle genutzten Spannungsquellen ist es erwünscht, dass der Innenwiderstand möglichst klein ist.

== Arten ==
=== Gleich- und Wechselspannungsquellen ===
[[Gleichspannung]]squellen halten ihren Spannungswert zeitlich konstant. Solche Quellen, die als Energiequellen arbeiten, sind z. B. [[Batterie (Elektrotechnik) |Batterien]], Akkumulatoren und [[Netzgerät]]e. Ferner gibt es Spannungsquellen, die zwar wenig belastbar sind, aber als Signalquellen oder [[Messfühler]] bedeutsam sind, z. B. [[Thermoelement]]e.

Entsprechend erzeugt eine [[Wechselspannung]]squelle eine sich zeitlich periodisch verändernde Spannung. Zu diesen Quellen gehören z. B. [[Generator]]en, [[Transformator]]en, [[Signalgenerator]]en und ebenfalls [[Netzgerät]]e. Auch das elektrische Energieversorgungsnetz stellt eine Wechselspannungsquelle dar. Ferner gibt es auch hier wenig belastbare Quellen, etwa zur Übermittlung von Nachrichten oder zur Weitergabe von [[Messsignal|Mess-]] und [[Tonsignal]]en, z. B. [[Mikrofon]]e.

=== {{Anker|bipolare Versorgung}}Asymmetrische, bipolare und symmetrische Spannungsversorgungen ===
[[Bild:Symm u.svg|mini|hochkant|Schaltbild für symmetrische Spannungsquelle]]
Hat eine Gleichspannungsquelle zwei Anschlüsse, von denen einer zum allgemeinen Bezugs- oder Massepotential erklärt wird, so spricht man von einer ''asymmetrischen Spannungsquelle.''

Bei einer ''bipolaren Gleichspannungsversorgung'' werden gleichzeitig eine positive und negative Spannung, bezogen auf ein gemeinsames Massepotential, z. B. +15 V und −10 V, bereitgestellt. Sind die positive und negative Spannung zudem in ihren Beträgen gleich groß, so handelt es sich um eine ''symmetrische Gleichspannungsversorgung.'' Eine derartige Spannungsversorgung wird häufig für Baugruppen benötigt, die Wechselspannungen verarbeiten, beispielsweise [[Audioverstärker]].

=== Gesteuerte und geregelte Spannungsquellen ===
Neben der ''unabhängigen'' Spannungsquelle mit einer festen Quellenspannung gibt es die [[Gesteuerte Quelle|''gesteuerte'' Spannungsquelle]], deren Quellenspannung eine Funktion einer äußeren Spannung oder Stromstärke ist, die dazu an getrennten Anschlusspunkten angeschlossenen wird.

Statt über eine solche äußere Stellgröße wird die [[Spannungsregler |''geregelte'' Spannungsquelle]] über einen [[Regelkreis]] so geführt, dass sich die Ausgangsspannung auf einen vorgegebenen [[Sollwert]] einstellt. Dadurch werden Störeinflüsse durch Veränderung der Strombelastung, Schwankungen der Netzspannung oder [[Temperaturdrift]] kompensiert. Mit manchen [[Labornetzteil]]en kann auch die Spannung am Verbraucher-Eingang (statt Quellen-Ausgang) geregelt werden, wodurch auch Einflüsse der Leitungen und Kontakte ausgeregelt werden. Dabei ist unerheblich, ob es sich bei der geregelten Spannungsquelle um eine Gleich- oder Wechselspannungsquelle handelt.

== {{Anker|Technische Beschreibungen}} Einzelheiten zum Verhalten ==
=== Grundlagen ===
In diesem Artikel werden folgende Bezeichnungen verwendet:
* Ausgangs- oder [[Klemmenspannung]] <math>U_\mathrm{kl}</math>
* [[Quellenspannung]] <math>U_0</math>
:Dabei ist <math>U_0</math> die maximale Spannung, die die Quelle liefern kann. Sie entsteht, wenn die Klemmen offen sind (Leerlauf).
* [[Kurzschlussstrom]]stärke <math>I_\mathrm K</math>
:Dabei ist <math>I_\mathrm K</math> die maximale Stromstärke, die die Quelle liefern kann. Sie entsteht, wenn die Klemmen widerstandslos miteinander verbunden sind (Kurzschluss).
* [[Ausgangswiderstand|Innenwiderstand]] <math>R_\mathrm i</math>, auch als Quellwiderstand <math>R_\mathrm Q</math> bezeichnet
* [[Elektrischer Verbraucher |Verbraucherwiderstand]] <math>R_\mathrm V</math>, auch als [[Lastwiderstand]] <math>R_\mathrm L</math> oder [[Eingangswiderstand]] <math>R_\mathrm e</math> einer Folgeschaltung bezeichnet

Ferner wird folgende [[Elektrische Stromrichtung|Zählrichtung]] verwendet:

Bei einem aktiven Bauteil oder einer Quelle soll sich die Bezugsrichtung der Stromstärke gemäß dem [[Erzeugerzählpfeilsystem]] so auf die Polarität der Spannung beziehen, dass sie am Anschluss mit dem höheren Bezugspotential aus der Quelle heraustritt.<ref>DIN EN IEC 60375:2022-07, Nr. 7.4.3</ref> Im nachfolgenden Ersatzschaltbild wird erreicht, dass bei heraustretender Leistung die Größen Spannung und Stromstärke dasselbe Vorzeichen haben. Eine positive Spannung <math>U_\mathrm{kl}</math> von a nach b erzeugt im Verbraucher eine positive Stromstärke <math>I</math> von a nach b. (Bei Umkehr eines der beiden Pfeile müsste in das ohmsche Gesetz ein Minuszeichen eingefügt werden.) Durch die konsequente Verwendung der Vorzeichen in der gesamten Schaltung fließt im Inneren der Spannungsquelle der Strom der Spannung entgegen.

=== {{Anker|Reale Spannungsquelle}}Ideale und reale Spannungsquellen ===
[[Datei:Quelle U-Ersatz.svg|mini|Ersatzschaltbild einer realen linearen Spannungsquelle (mit Verbraucher)]]

Als ''ideale Spannungsquelle''<ref name="idSpQ"/> wird eine Quelle bezeichnet, die unabhängig von der in ihr herrschenden Stromstärke stets dieselbe Spannung abgibt. Klemmen- und Quellenspannung sind somit identisch; der Energievorrat der Quelle wird als unendlich angenommen. Da dies in der Praxis in Strenge unmöglich zu erreichen ist, werden in technischen Berechnungen zumeist Ersatzschaltungen für ''reale Spannungsquellen'' eingesetzt. So hat sich die ''lineare Spannungsquelle'' aus einer Reihenschaltung einer idealen Spannungsquelle und einem ohmschen Innenwiderstand bewährt, weil sie viele Erscheinungen mit zufriedenstellender Genauigkeit beschreibt. Mit diesem erweiterten Modell kann bei Berechnungen der Einfluss von nachgeschalteten Lasten auf die tatsächlich anliegende Klemmenspannung der Quelle nachvollzogen werden. Je stärker die Quelle vom Verbraucher belastet wird, desto tiefer sinkt die an den Klemmen anliegende Spannung. Der Innenwiderstand begrenzt die maximale Stromstärke, die im Kurzschlussfall (<math>R_\mathrm V=0</math>) möglich ist. Die Kurzschlussstromstärke berechnet sich dann zu
:<math>I_\mathrm K= \frac{U_0}{R_\mathrm i}</math>

Die maximale Stromstärke ist also umso größer, je kleiner der Innenwiderstand der Quelle ist. In der Praxis kann sich der Innenwiderstand einer Spannungsquelle mit der Belastung und mit der Zeit verändern; beispielsweise ist der Innenwiderstand einer neuen Batterie viel geringer als derjenige einer verbrauchten.

Bei Spannungsquellen in der Funktion als Energiequelle ist anzustreben, dass ihr Innenwiderstand so klein wie möglich bleibt, jedenfalls viel kleiner als der des Verbrauchers. Damit besteht andererseits die Gefahr eines zerstörerischen Überstroms bei [[Elektrischer Kurzschluss |Kurzschlüssen]], weshalb der Überstrom schnell durch [[Überstromschutzeinrichtung|Sicherungen]] abgeschaltet werden muss. Bei elektronischen Spannungsquellen ist im Gegensatz zum Modell der idealen Spannungsquelle der abgebbare Strom begrenzt. Überschreitet der Strom eine bestimmte Grenze, kann die Spannung einbrechen.

Bei Spannungsquellen in der Funktion als Signalquelle, die nur begrenzt Leistung erzeugen können, gelten andere Gesichtspunkte, siehe weiter unten im Abschnitt [[#Leistung|Leistung]].

=== Kennlinien ===
[[Datei:Quelle U(I)-Kennlinie.svg|mini| Kennlinien idealer (rot), linearer (türkis) und nichtlinearer (grün) Spannungsquellen]]

Die Klemmenspannung <math>U_\mathrm{kl}</math> einer Spannungsquelle mit der Quellenspannung <math>U_0</math> als Funktion der entnommenen Stromstärke <math>I</math> kann grafisch als [[Kennlinie]] dargestellt werden.
* Bei einer ''idealen'' Spannungsquelle ist diese gemäß der Definition eine waagerechte Gerade. Sie ist nebenstehend als rote Linie dargestellt.
* Eine ''reale'' Spannungsquelle mit einem Innenwiderstand <math>R_\text{i}>0</math> liefert eine fallende Kennlinie, bei der die Spannung mit steigender Stromstärke abnimmt. Für das oben gezeigte Ersatzschaltbild gilt:
:::<math>U_\text{kl}=U_0 -I\,R_\text{i}</math>.
:* Bei einer ''linearen'' Quelle mit einem ohmschen Innenwiderstand ergibt das eine geneigte Gerade. Dazu sind zwei Kennlinien mit unterschiedlichem Innenwiderstand in der Farbe Türkis dargestellt. Sie erreichen <math>U_\mathrm{kl}=0</math> bei der jeweils zutreffenden Kurzschlussstromstärke <math>I_\mathrm K</math>.
:* Eine ''nichtlineare'' Quelle weist eine gekrümmte Kennlinie auf. Ein Beispiel einer solchen Quelle ist die [[Solarzelle#Schaltbilder|Solarzelle]]. Deren Verhalten ist in Grün dargestellt. Nur im flachen Bereich ihrer Kennlinie kann diese Quelle als Spannungsquelle angesehen werden, im steilen Bereich bei Annäherung an den Kurzschluss wird ihr Verhalten durch eine ''Stromquelle'' angemessener beschrieben. Jeder Einzelfall von Nichtlinearität erfordert eine spezielle Ersatzschaltung, so dass hier keine Einzelheiten behandelt werden können.

=== Leistung ===
In Blick auf die [[elektrische Leistung]] sind bei einer Spannungsquelle zu unterscheiden
* die von der Quelle erzeugbare Leistung,
* die im Zusammenhang mit einem Verbraucher erzeugte Leistung,
* die einem Verbraucher zugeführte Leistung.

Die meisten in der Praxis vorkommenden Spannungsquellen verhalten sich bei bestimmungsgemäßem Einsatz wie das Modell der linearen Quelle mit <math>R_\mathrm i\ll R_\mathrm V</math>; dann gilt [[Spannungsanpassung]] unabhängig von der Stromstärke oder Belastung. Dazu muss die von der Quelle erzeugbare Leistung deutliche Reserven haben gegenüber der tatsächlich erzeugten.

Gemäß Ersatzschaltbild gilt bei einer realen Spannungsquelle mit dem Innenwiderstand <math>R_\mathrm i</math> zusammen mit einem Verbraucherwiderstand <math>R_\mathrm V</math>
:<math>U_\text{kl}=U_0 -I\,R_\text{i} =I\,R_\text{V}</math>.
Bei den beiden Grenzfällen des Verbraucherwiderstandes, bei Kurzschluss <math>(U_\text{kl}=0)</math> und Unterbrechung <math>(I=0)</math>, wird dem Verbraucher keine Leistung zugeführt. Dazwischen ist diese Leistung größer als null; somit erhält der Verbraucher bei einem bestimmten Widerstandswert zwischen den Grenzfällen ein Maximum an Leistung. Dieser Fall heißt [[Leistungsanpassung]]. Er tritt auf, wenn <math>R_\mathrm V =R_\mathrm i</math> ist. Die maximal zugeführte Leistung ergibt sich zu

[[Datei:Maximum Power Transfer Graph de.png|mini|Normierte Ausgangsleistung und Wirkungsgrad einer realen Spannungsquelle in Abhängigkeit vom Widerstandsverhältnis <math>R_\mathrm a /R_\mathrm i</math> aus Verbraucherwiderstand <math>R_\mathrm a</math> (im Text <math>R_\mathrm V</math>) zu Innenwiderstand <math>R_\mathrm i</math>]]

:<math>P_\text{zu max} = \frac{{U_0}^2}{4\, R_\mathrm i}</math>.
Bei Spannungsquellen für die Energielieferung wird diese niemals abgerufen, sondern nur bei leistungsschwachen Quellen wie z. B. Antennen. Bei in Leistungsanpassung betriebenen Quellen erhält von der erzeugten Leistung der Verbraucher die Hälfte.

Die Verlustleistung des Innenwiderstandes <math>R_\mathrm i</math>
:<math>P_\mathrm i = I^2\, R_\mathrm i</math>
wird nahezu vollständig in [[thermische Leistung]] umgewandelt. Sie ist dafür mitverantwortlich, dass sich z. B. Batterien beim Entladen sowie Akkumulatoren auch beim Laden erwärmen. Bei einem Kurzschluss kann die am Innenwiderstand umgewandelte Wärmeenergie die Spannungsquelle und in deren Nähe befindliche Gegenstände durch Hitze beschädigen, zerstören oder in Brand versetzen.

Der [[Wirkungsgrad]] <math>\eta</math> einer Spannungsquelle ergibt sich aus dem Verhältnis der dem Verbraucher zugeführten Leistung <math>P_\text{zu}= I\,U_\text{kl}</math> zur von der Spannungsquelle erzeugten Leistung <math>P_\text{erz} =I\,U_0</math>. Bei der realen Spannungsquelle geht ein Teil der erzeugten Spannung an <math>R_\text{i}</math> verloren. Bei gleicher Stromstärke im gesamten Strompfad geht entsprechend auch ein Teil der Leistung an <math>R_\text{i}</math> verloren. Für <math>0<R_\text{V} <\infty</math> gilt
:<math>\eta =\frac{I^2R_\text{V}} {I^2R_\text{i}+I^2R_\text{V}} =\frac{R_\text{V}}{R_\text{i}+R_\text{V}}</math>.
Für einen möglichst hohen Wirkungsgrad soll <math>R_\mathrm i\ll R_\mathrm V</math> sein, das ist der Zustand der Spannungsanpassung. Im Grenzfall der idealen Spannungsquelle wird <math>\eta =1</math>.

=== Parallel- und Reihenschaltung von Spannungsquellen ===
==== Reihenschaltung ====
Wird mehr Spannung vom Verbraucher benötigt, als eine einzelne Quelle liefern kann, so ergibt die [[Reihenschaltung]] mehrerer [[potentialfrei]]er Spannungsquellen eine Gesamtspannung aus der Summe der Spannungen der einzelnen Spannungsquellen. Ebenso ist der Gesamtquellwiderstand gleich der Summe der einzelnen Innenwiderstände. Der Strom ist für alle Quellen in Betrag und Vorzeichen oder in [[Frequenz]], [[Phasenwinkel]] und [[Scheitelwert]] identisch.

==== Parallelschaltung ====
Wird mehr Strom vom Verbraucher benötigt, als eine einzelne Quelle liefern kann, so dass eine [[Parallelschaltung]] von Spannungsquellen erforderlich wird, so ist dies nur bedingt und nur mit realen Quellen möglich. Dazu müssen bei Bedarf Quellenwiderstände durch externe in die Leitungen geschaltete Widerstände nachgebildet werden. Diese müssen so groß sein, dass durch ihre [[Spannungsabfall|Spannungsverluste]] die Spannung am Verbraucher kleiner wird als die kleinste der Leerlaufspannungen.
Stets ist darauf zu achten, dass alle parallelgeschalteten Spannungsquellen
* bezüglich der Klemmenspannung denselben Betrag annehmen können,
* bei Gleichspannung dasselbe Vorzeichen ([[Polarität (Physik)|Polung]]) oder bei Wechselspannung denselben [[Phasenwinkel]] aufweisen,
* potentialfrei sind oder an demselben Pol geerdet sind; bei mehr als einem Erdpunkt können Ausgleichsströme fließen (siehe [[Brummschleife]]).
Werden diese Punkte nicht beachtet, führt dies zu einem meist unerwünschten Strom zwischen den Quellen. Je nach Stromhöhe oder Ausführung der Spannungsquellen kann dies zur Zerstörung einzelner Teilquellen führen. Diese Kriterien können auch mit entsprechenden elektronischen Schutzschaltungen, die die Spannungen der einzelnen Spannungsquellen überwachen und regeln, erfüllt werden.

Die Gesamtspannung von mehreren parallelgeschalteten Spannungsquellen ist abhängig von den Quellenspannungen und den Innenwiderständen der einzelnen Spannungsquellen, wie oben beschrieben. Der Gesamtstrom ergibt sich aus der Summe der Ströme der einzelnen Quellen. Um den Innenwiderstand zu berechnen, sind die einzelnen Spannungsquellen zu Stromquellen zu transformieren (siehe weiter [[#Transformation Spannungsquelle ↔ Stromquelle|unten]]), der Widerstand kann dann aus der Parallelschaltung der einzelnen Innenwiderstände berechnet werden.

== Transformation Spannungsquelle ↔ Stromquelle ==
[[Datei:Quelle Äquivalenz.svg|mini|hochkant=1.5|[[Thévenin-Äquivalent]] und [[Norton-Äquivalent]]]]

Gemäß den Thévenin- und Norton-Theoremen lässt sich jede lineare Spannungsquelle auch als eine lineare Stromquelle ansehen. Welchen Begriff verwendet wird, hängt davon ab, zu welcher Idealform das Verhalten der Quelle näher gesehen wird. Die nachfolgenden Gleichungen lassen sich ineinander umrechnen, die linken beschreiben die Spannungsquelle, die rechten die Stromquelle.
:<math>U_\mathrm{kl} = U_0 -I \cdot R_\mathrm i \quad \Leftrightarrow \quad I = I_\mathrm K - U_\mathrm{kl} \cdot \frac 1{R_\mathrm i} </math>

:<math>U_\mathrm{kl} = U_0 -I\frac{U_0}{I_\mathrm K} \quad \Leftrightarrow \quad I = I_\mathrm K -U_\mathrm{kl}\;\;\frac{I_\mathrm K}{U_0}</math>

== {{Anker|Vervollständigung}} Spannungsquelle im aktiven oder passiven Betrieb ==
[[Datei:U(I)-Kennlinien von idealer, linearer und realen Spannungsquellen.svg|mini|Vollständige Kennlinien von Spannungsquellen: ideale SpQ (rot), lineare SpQ (türkis) und nichtlineare SpQ: (grün Solarzelle, blau: Akkumulator<ref>E. Philippow: ''Taschenbuch Elektrotechnik'', Band 6, ''Systeme der Elektroenergietechnik'', Hanser 1982, Abschn. 5.2.1, S. 781</ref>)]]

=== Weiterentwicklung des Modells ===
Üblicherweise enthält eine überschaubar große [[elektrische Schaltung]] nur eine einzige Spannungsquelle. Fließt dann Strom durch die Quelle, so ist er bei einer positiven Quellenspannung im [[Erzeugerzählpfeilsystem]] ebenfalls positiv. Für diesen Fall sind [[#Kennlinien|weiter oben]] die Spannungs-Stromstärke-Kennlinien gezeichnet worden. Bei mehreren Quellen in einer Schaltung kann es durchaus Spannungsquellen geben, die Strom aufnehmen. Im ''vollständigen Modell der idealen Spannungsquelle'' verläuft deshalb ihre Kennlinie nicht durch einen, sondern stets durch zwei Quadranten, da der durch die äußere Beschaltung bestimmte Strom durch die Quelle sowohl positive als auch negative Werte annehmen kann.<ref>Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau: ''Moeller Grundlagen der Elektrotechnik.'' 24. Auflage. Springer-Vieweg, 2020, ISBN 978-3-658-27839-7, S. 45.</ref> Entsprechend wird bei der linearen Quelle der Strom negativ, wenn an ihren Klemmen eine Spannung eingeprägt wird, die größer ist als ihre Quellenspannung. In dieser Verallgemeinerung wird die Quelle als ''aktiv wirkend'' oder ''passiv wirkend'' beschrieben.<ref>Arnold Führer, Klaus Heidemann, Wolfgang Nerreter: ''Grundgebiete der Elektrotechnik: Band 1: Stationäre Vorgänge.'' 10. Auflage. Hanser, 2019, S. 51.</ref><ref>Wolf-Ewald Büttner: ''Grundlagen der Elektrotechnik 1.'' 3. Auflage. Oldenbourg, 2011, S. 28f.</ref>

[[Datei:Zaehlpfeilsysteme.svg|mini|Netzwerk mit zwei linearen Spannungsquellen]]
Das ''Modell'' der idealen Quelle ist immer in der Lage, sowohl als Erzeuger als auch als Verbraucher zu wirken.<ref>Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau: ''Moeller Grundlagen der Elektrotechnik.'' 24. Auflage. Springer-Vieweg, 2020, S. 46.</ref> Als Verbraucher nimmt die Spannungsquelle Energie auf, die sie gegebenenfalls speichern kann. Allerdings sind nicht alle technischen Spannungsquellen für das Umkehren der Richtung des Energieflusses geeignet wie beispielsweise nichtaufladbare Batterien, Netzgeräte und Solarzellen. Dann kann ihr Verhalten nicht durch das Modell einer idealen Spannungsquelle allein beschrieben werden.<ref>Manfred Michel: ''Leistungselektronik: Eine Einführung.'' 2. Auflage, Springer, 2013, S. 4.</ref>

Bei einem Verbund zweier linearer Spannungsquellen wie im nächsten Bild ist für die linke das [[Erzeugerzählpfeilsystem|Erzeuger-]] und die rechte das [[Verbraucherzählpfeilsystem]] angesetzt. Die linke gibt bei <math>u_1 > u_2 > 0</math> mit <math>i>0</math> Energie an die rechte ab. Bei <math>u_2 > u_1 >0</math> kehrt sich die Energierichtung mit <math>i<0</math> um.

=== Reale Quellen nach dem vollständigen Modell ===
Eine bekannte Spannungsquelle bei Gleichspannung, die sowohl aktiv als auch passiv betrieben werden kann, ist der wiederaufladbare [[Akkumulator]]. Wenn er geladen wird, wird er als Spannungsquelle passiv betrieben. Die Zusammenhänge sind allerdings wegen [[Elektrolyse#Überspannung |elektrochemischer Vorgänge]] komplizierter als bei einer linearen Quelle.

Ferner können elektrische Synchron-, Asynchron- und Gleichstrommaschinen zeitweise als generatorisch (aktiv) wirkend oder motorisch (passiv) wirkend betrieben werden. Damit können Elektromotoren aktiv zu [[Rekuperationsbremse]]n werden,<ref>Robert Bosch GmbH (Herausgeber): ''Kraftfahrtechnisches Taschenbuch.'' 30. Auflage. 2024, S. 992.</ref> die eine Bewegungsenergie als elektrische Energie in einen Speicher oder ins Netz zurückspeisen. Die Spannungsquelle des Stromkreises muss dafür zu einem passiven Betrieb fähig sein.

=== Rein passiv betriebene Spannungsquelle ===
[[Datei:Modell für reale Diode.png|mini|Links: Kennlinie einer idealen Diode. Daneben: Kennlinie in besserer Annäherung an die reale Kennlinie. Rechts: Das Ersatzschaltbild der Diode, mit dem diese Näherung modelliert wird.]]
Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer [[Diode#Kennlinie|Diode]] Gebrauch gemacht. Mit diesem wird das mathematisch schwer handhabbare nichtlineare Diodenverhalten durch ein abschnittsweise lineares Verhalten angenähert.<ref>Thomas Mühl: ''Einführung in die elektrische Messtechnik: Grundlagen, Messverfahren, Geräte.'' 2. Auflage. Teubner, 2006, S. 100.</ref><ref>Johann Siegl, Edgar Zocher: ''Schaltungstechnik: Analog und gemischt analog/digital.'' 6. Auflage. Springer Vieweg, 2018, S. 96.</ref><ref>Reiner Herberg: ''Elektronik: Einführung für alle Studiengänge.'' Vieweg, 2002, S. 66.</ref> Die Spannungsquelle existiert nicht real, aber im Modell liefert sie passiv wirkend die [[Schleusenspannung]] <math>U_\mathrm S</math>, so dass die Diode nur bei <math>U_\mathrm D >U_\mathrm S</math> leitet. Aufgrund ihres Verhaltens ist die Spannungsquelle gemäß dem Verbraucherzählpfeilsystem beschriftet.– Die aktive Quelle, die den Diodenstrom liefert, ist in der äußeren Beschaltung der Diode enthalten, also im Diodenmodell nicht zu finden.

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor = Karl Küpfmüller, Wolfgang Mathis, Albrecht Reibiger
|Titel = Theoretische Elektrotechnik
|Verlag = Springer | Auflage = 18. | Jahr = 2008 | ISBN = 978-3-540-78589-7 }}
* sowie die in den Einzelnachweisen aufgeführten Fachbücher

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Theoretische Elektrotechnik]]

[[pl:Źródło prądowe]]

Diskussion:Schwingkreis

2025-01-15T21:05:48Z

Modalanalytiker:

{{Diskussionsseite}}
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{{Autoarchiv
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== Eigenfrequenz beim Reihenschwingkreis ==

'''Begriffserleuterung für folgende Diskussion:'''

Resonanzfrequenz = Resonanzfrequenz eines ungedämpften Schwingkreises

Eigenfrequenz = Frequenz, bei dem das System frei (eigenständig) schwingen wird, relevant bei gedämpften Systemen

'''Einleitung'''

Ich stecke nicht so tief in der Materie, habe aber gerade ein komplexes System, bestehend aus mehreren Reihen- und Parallel-Schwingkreisen.
Mir ist aufgefallen, dass es nicht ganz auf Resonanzfrequenz schwingt, und so bin ich auf diese Seite gekommen.

In dem Artikel bin ich dann unter "Realer Schwingkreis" auf die Formel für die Eigenkreisfrequenz gestoßen, und damit konnte ich die Beobachtung an meinem komplexen System exakt bestätigen und berechnen.
Daraufhin habe ich mir den ganzen Arikel durchgelesen, und bin unter "Realer Reihenschwingkreis" - Punkt 3 über die Aussage gestolpert, dass sich beim gedämpften Reihenschwingkreis die Resonanzfrequenz nicht ändert. Verstehen tue ich darunter, dass die Eigenfrequenz der Resonanzfrequenz entspricht, denn die Resonanzfrequenz selbst, verändert sich nach meinem Verständnis in keinem Fall.

Dies hat mich aber sehr stutzig gemacht, da es sich bei meinem komplexen System, bei dem die Schwingung exakt der Formel der Eigenfrequenz, nicht aber der Resonanzfrequenz folgt, im untersuchten Frequenzbereich dominierend um einen Reihenschwingkreis handelt.
Daher habe ich eine Simulation aufgesetzt, in der ich den hier vorgestellten Reihen- und Parallelschwingkreis (Werte übernommen) untersucht, und untereinander, sowie mit einem ungedämpften Reihenschwingkreis (R=0, alle anderen Werte gleich) verglichen habe.
Dabei ist rausgekommen, dass sich der Reihenschwingkreis gleich zum Parallelschwingkreis verhält, die Eigenfrequenz ist bei beiden in gleicher Höhe niedriger als die Resonanzfrequenz.

'''Diskussion'''

Auf Grund der Simulationsergebnisse müsste ich also der Aussage unter Punkt 3 im Abschnitt "Realer Schwingkreis": "''Die Resonanzfrequenz ist dieselbe wie für den idealen Schwingkreis.''" wiedersprechen.
Wie aber inzwischen vermutlich schon deutlich geworden ist, könnte es auch sein, dass ich etwas missverstanden habe. In diesem Fall, möchte ich wiederum auf die Inkonsistenz in der Begriffswahl hindeuten:
Denn beim Absatz "Realer Schwingkreis" wird von "Eigenkreisfrequenz" (also nach meinem Verständnis von Eigenfrequenz*2*pi) gesprochen, unter Absatz "Realer Parallelschwingkreis" von "tatsächliche Resonanzfrequenz fr", und unter Absatz "Realer Reihenschwingkreis" von "Resonanzfrequenz".

'''Simulation'''

Wie oben beschrieben, habe ich die Werte aus diesem Artikel genommen, und damit einen Reihen- und einen Parallelschwingkreis simuliert. Zusätzlich habe ich einen ungdämpften Reihenschwingkreis simuliert.

Eigentlich hatte ich vor, hier ein Bild von der Simulation und den Ergebnissen hochzuladen, allerdings bekam ich immer das Problem: "We could not determine..."

Bei den Schwingkreisen habe ich als Startbedingung eine Kondensatorspannung von 1V angegeben, der Strom ist Null.
Ich habe mir die Schwingung des Stromes in der Induktivität im Zeitbereich angeschaut und verglichen. Die Periodendauer der Eigenschwingung (Eigenschwingung = Eigenfrequenz im Zeitbereich) war beim gedämpften Reihenschwingkreis exakt gleich, wie beim gedämpften Parallelschwingkreis. Sie war außerdem größer als die Periodendauer des ungedämpften Reihenschwingkreises. Somit wurde die Phasenverschiebung zwischen ungedämpfter und gedämpfter Schwingung mit jeder Periode größer.

Neben dem Strom in der Induktivität, habe ich mir auch die Spannung der Kapazität im Zeitbereich angeschaut. Hier konnte man grundsätzlich das gleich beobachten, nämlich, dass die Phasenverschiebung zwischen gedämpfter und ungedämpfter Schwingung mit jeder Periode zunahm. Allerdings kam es am Anfang zu einer Art Offset der Phasenverschiebung: einer der gedämpften Schwingungen war zunächst der ungdämpften Schwingung voreilend, die andere, gedämpfte Schwingung war von Beginn an nacheilend. Durch die ständige Aufsummierung der längeren Periodendauer der gedämpften Schwingung, waren am Ende (ich glaube schon nach der ersten Periode) beide gedämpfte Schwingungen der ungedämpften nacheilennd. Ich vermute, dies kommt von der Anfangsbedingung, dass der Strom gleich Null ist. Da im gedämpften System "Strom und Kondensatorspannung .... nicht genau gegeneinander 90° in der Phase verschoben" sind.
Somit müsste der Strom zu Beginn schon einen bestimmten Wert (ungleich Null) haben, wenn man sofort ein eingeschwungenes System haben will. Das habe ich aber vernachlässigt. {{unsigniert|Jörg Bowa|21:52, 29. Jan. 2020 (CET)}}

:Grundsätzlich muss man zwischen freien und erzwungenen Schwingungen unterscheiden: (1) [[Schwingkreis#Freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis|Freie Schwingungen]] werden nur in den ersten beiden Abschnitten behandelt. Wie dort gezeigt ist, definiert man formal die (ideale) Resonanzfrequenz <math>\omega_0</math> (in der Literatur auch als Kennfrequenz bezeichnet) und erhält als Frequenz der Eigenschwingungen die etwas niedrigere Eigenfrequenz <math>\omega_e</math>. (2) In den folgenden Abschnitten geht es um ''erzwungene Schwingungen''. Hier definiert man die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> so, dass dabei der Blindwiderstand bzw. der Blindleitwert gleich 0 ist. Bei der reinen Parallel- oder Reihenschaltung von RLC ist diese Resonanzfrequenz tatsächlich von der Dämpfung unabhängig <math>\omega_r=\omega_0</math> (womit die [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|dort vorhandene Aussage]] richtig ist). Ganz anders beim sogenannten „[[Schwingkreis#Realer Parallelschwingkreis|realen Parallelschwingkreis]]“: Hier weicht die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> von <math>\omega_0</math> ab und es gibt eine weitere (leicht abweichende) Frequenz <math>\omega_{max}</math>. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:09, 3. Feb. 2020 (CET)

== Zustandekommen von freien Schwingungen im idealen Schwingkreis ==

Der letzte Einschub „Die nachfolgende Beschreibung gilt für einen stationären Vorgang, nachdem Einschaltvorgänge abgeklungen sind.“ kann aber für Verwirrung sorgen: (1) Beim ''idealen'' Schwingkreis klingt der ''Einschaltvorgang'' nicht ab, sondern nur er ist bei freien Schwingungen relevant. (2) Vom ''stationären Vorgang'' spricht man nur bei erzwungenen Schwingungen, die erst weiter unten folgen. Dort würde ich übrigens empfehlen, die Abschnitte „Parallelschwingkreis“ und „Reihenschwingkreis“ in „Erzwungene Schwingungen im Parallelschwingkreis“ bzw. „Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis“ umzubenennen, um den Unterschied zwischen freien und erzwungenen Schwingungen deutlich zu machen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:31, 3. Feb. 2020 (CET)

:{{Antwort|Reseka}} Danke für dein aufmerksames Gegenlesen. Der von mir eingeschobene Satz ist an der Stelle Unsinn. Es gibt nur einen Anfangszustand, ab dem Energie vorhanden ist, aber keinen Einschaltvorgang, zu dem Anschlussklemmen nötig wären. Wenn ich die Lösung der DGL richtg verstehe, startet die ungedämpfte Schwingung unmittelbar sinusförmig. Einen Einschaltvorgang gibt es nur, wenn eine Fremdschwingung aufgezwungen wird. Ich werde entsprechend ändern. Bitte weiter reagieren, wenn ich es immer noch nicht richtig gemacht habe. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:56, 5. Feb. 2020 (CET)

== Vorzeichen bei Lsg DGL idealer Schwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Stimmt, danke für den Hinweis, Annahme überlesen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 11:43, 10. Jan. 2025 (CET)

== Schaltgrafik freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich wollte ohnehin nochmal die Pfeile durch geradlinige farbige ersetzen (Norm) und damit alle Bilder einheitlich wirken. Hatte ich deinen Vorschlag dazu richtig verstanden, dass du es vorziehen würdest den Spulenspannungspfeil umzudrehen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 12:41, 11. Jan. 2025 (CET)

:Ich denke, man sollte die Richtungen so lassen. Dann kann man daraus auch leicht einen „fremderregten“ realen Reihenschwingkreis machen. Vielleicht kannst du den Kondensator „nach unten“ verlagern, dann wäre „links“ Platz für eine erregende Quelle. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:30, 11. Jan. 2025 (CET)

::Seh ich auch so, sonst hätte man die Annahme zur Bepfeilung im Text ändern müssen und im Bild wäre ein Minuszeichen aufgetaucht. So bleibt es minimalistisch. Platz für einen externen Erreger klingt sinnvoll, dies aufgreifend, würde es sich anbieten auch den "allgemeinen Fall" mathematisch im Artikel zu behandeln. Hast du Lust den fehlenden Baustein (hier auf der Diskseite) aufzusetzen? An Details könnte man gemeinsam feilen. [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:53, 11. Jan. 2025 (CET)

:::Den Abschnitt [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|Realer Reihenschwingkreis]] gibt es ja schon, wenn auch mit „schwachem Text“ und „gedrungener“ Bebilderung. Aber ''freie'' und ''erzwungene'' Schwingungen sollte man in diesem Artikel nicht „mischen“. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:52, 11. Jan. 2025 (CET)
::::Mischen war auch nicht meine Intention, dass hast du vermutlich missverstanden. Mir geht es um die mathematische Behandlung des Reihenschwingkreis mit ex. Erreger in Form einer DGL. Dies kann man hier aufsetzen. In welchen Abschnitt das eingebaut wird, ist eine gänzlich andere Frage und muss hier nicht sofort entschieden werden, am besten vermutlich ein Unterabschnitt von [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erwz. Schw. im RSK]]. Möchtest du einen Entwurf hierzu aufsetzen, sonst kann ich das gern machen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 21:31, 11. Jan. 2025 (CET)

:::::Erzwungene Schwingungen in Resonanzkreisen werden nicht mit DGLs, sondern mit Hilfe der [[Komplexe Wechselstromrechnung|komplexen Wechselstromrechnung]] behandelt. Dazu nimmt man nur die (komplexe) Impedanz des Reihenschwingkreises her und stellt deren Ortskurve bzw. den Frequenzgang von deren Betrag und Phase dar und interpretiert das Ganze. Und das wurde hier ja schon (vielleicht etwas ungünstig) getan. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:53, 11. Jan. 2025 (CET)
::::::Mit absoluten Wahrheiten bin ich persönlich immer vorsichtig, es gibt stets mehrere Ansätze zur Problemlösung. Konsistenz vor persönlicher Präferenz ist hier ein guter Leitsatz. Konsistent wäre eine Behandlung analog zu den freien Schwingungen vermöge einer DGL. Komplexe Wechselstromrechnung ist letztlich nur eine Algebraisierung der DGL mithilfe von LP-Trafo bzw. Fourier-Trafo. Ich stelle nun meinen Ansatz vor, dann können wir konkret darüber sprechen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:53, 11. Jan. 2025 (CET)
:::::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Hier wie angekündigt der Entwurf als Diskussionsgrundlage. Die Gleichung ergibt sich sehr anschaulich unmittelbar aus der Maschenregel (siehe Schaltbild unten) und die Lösung der DGL ist elementar. Mein Vorschlag wäre, dies an den Anfang direkt im Abschnitt [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis]] einzugliedern, nachdem wir eine finale Version erarbeitet haben. 1. Hast du Ergänzungs- oder Verbesserungsvorschläge hierzu? 2. Siehst du eine anderen Abschnitt zur Eingliederung als geeigneter an? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:13, 12. Jan. 2025 (CET)

== Entwurf (in progress): Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis ==

[[Datei:Erzwungene_Schwingungen.png|mini|221px|Schaltbild zu erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis. Machenregel liefert:
<math>u_e=u_C+R\, i+u_L</math>]]

[[Datei:Stromamplitude Reihenschwingkreis.png|mini|220px|Erzwungene Schwingung im Reihenschaltkreis: [[Amplitudengang]] des Stroms <math>i_0(\omega)</math> für verschiedene Widerstandswerte <math>R</math> .]]

Analog zur Behandlung der freien Schwingungen im realen Schwingkreis ergibt sich für eine Reihenschaltung von Kapazität <math>C</math>, Widerstand <math>R</math> und Induktivität <math>L</math>, an welche eine äußere Spannung <math>u_e(t)</math> einer idealen Wechselspannungsquelle angelegt wird, mit dem Maschensatz folgende Gleichung (Bepfeilung siehe Schaltbild: Ideale Wechselspannungsquelle im [[Erzeugerzählpfeilsystem|EZV]], alle anderen Schaltelemente im [[Verbraucherzählpfeilsystem|VZS]]):

:<math>u_e=u_C+R\cdot i+u_L</math>

Hierbei ist <math>u_C=Q/C</math> und <math>u_L=L\frac{di}{dt}</math>. Einsetzen und Differenzieren nach der Zeit ergibt

:<math>\frac{du_e}{dt}=\frac{i}{C}+R\cdot\frac{di}{dt}+L\cdot\frac{d^2i}{dt^2}</math>
Dies ist eine lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung und lässt sich besonders leicht mit einem komplexen Ansatz lösen. Natürlich muss jede physikalische Lösung reell sein. Aufgrund der Linearität der Gleichung müssen Real- und Imaginärteil einer Lösung jeder für sich die Gleichung lösen. Wiederum aufgrund der Linearität ist jede reelle Linearkombination reeller Lösungen eine physikalische Lösung.

Einsetzen des komplexen Ansatzes (imaginäre Einheit hier: <math> \mathrm{j}</math>)

:<math> u_e(t)=u_0\cdot e^{\mathrm{j}\omega t}</math>, <math>\;</math> <math> i(t)=i_0\cdot e^{\mathrm{j}(\omega t-\varphi)}</math>

in die Differentialgleichung liefert

:<math> \mathrm{j}\,\omega u_e=\bigl(\frac{1}{C}+\mathrm{j}\,\omega R-L\omega^2 \bigr)i</math> <math>\quad\quad(*)</math>

Damit ergibt sich für die [[Elektrische Impedanz|Gesamtimpedanz]]

:<math> Z=\frac{u_e}{i}=\frac{u_0}{i_0}\, e^{\mathrm{j}\varphi}=R+\mathrm{j}\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)</math>

und deren Betrag ([[Scheinwiderstand]]) entsprechend

:<math> |Z|=\frac{u_0}{i_0}=\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}</math> <math>\quad\quad (1)</math>

Die [[Phasenverschiebung]] <math>\varphi </math> erhält man aus

:<math>\tan\varphi=\frac{\mathrm{Im}\, Z}{\mathrm{Re}\, Z}=\frac{\omega L-\frac{1}{\omega C}}{R}</math> <math>\quad\quad (2)</math>

Gibt man beispielsweise als äußere harmonische Erregung <math>\mathrm{Re}\{u_e(t) \}=u_0\cos(\omega t)</math> mit frei wählbarer Amplitude <math>u_0>0</math> und Erreger(kreis)frequenz <math>\omega>0</math> vor, so löst der Strom

:<math>\mathrm{Re}\{i(t) \}=i_0\cos(\omega t-\varphi)</math>

zusammen mit der vorgegebenen Erregung obige Differentialgleichung. Die Parameter <math>i_0</math> und <math>\varphi</math> des Stroms sind hierbei über <math>(1)</math> und <math>(2)</math> eindeutig festgelegt, da <math>R,L,C</math> als Kenngrößen des Schwingkreises sowie Erregeramplitude <math>u_0>0</math> und Erregerfrequenz <math>\omega>0</math> vorgegeben sind. Hervorzuheben ist hierbei die Abhängigkeit der Phasenverschiebung <math>\varphi=\varphi(\omega) </math> sowie der Stromamplitude

:<math> i_0(\omega)=\frac{u_0}{\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}}</math>

von der Erregerfrequenz <math>\omega</math> (s. Abb. rechts). Stimmt die Erregerfrequenz <math>\omega</math> mit der ''Resonanzfrequenz'' <math>\omega_r=1/\sqrt{LC}</math> des Reihenschwingkreises überein, so wird die Stromamplitude <math>i(\omega_r)=u_0/R </math> maximal. Dieser Fall heißt [[Amplitudenresonanz]] und <math>i_r:=u_0/R </math> ''Resonanzamplitude''.

--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:01, 12. Jan. 2025 (CET)

:Ich kann nur wiederholen: Vor über 100 Jahren haben die Elektrotechnik-Ingenieure die [[komplexe Wechselstromrechnung]] (die mit Fourier- und Laplace-Transformation erst mal nichts zu tun hat) erfunden, um keine DGLs mehr aufstellen und lösen zu müssen. Alle Lehrbücher der Elektrotechnik führen diese anfangs ein, um damit später die Wechselstrom-Netzwerke und insbesondere die Resonanzkreise zu beschreiben und zu analysieren. In manchen Fällen (wenn beim Leser keine komplexen Zahlen vorausgesetzt werden können) werden Schwingkreise auch nur mit Hilfe von Zeigerdiagrammen analysiert. Auf alle Fälle ist es didaktisch nicht vernünftig, für den Reihenschwingkreis an dieser Stelle nochmals die DGL aufzustellen und zu lösen, da die gefundene Lösung viel einfacher und plausibler mit der komplexen Wechselstromrechnung gefunden wird: Dazu werden im Schaltbild die Signale (einschließlich Erregung) mit (evtl. unterstrichenen) Großbuchstaben beschriftet (<math>\underline U_e</math>, <math>\underline I</math>), welche die [[Phasor|komplexen Amplituden]] bezeichnen. Die Netzwerkelemente werden direkt mit ihrer (komplexen) Impedanz beschriftet (also <math>R</math>, <math>j\omega L</math> und <math>\frac{1}{j\omega C}</math>). Jetzt ergibt der Maschensatz <math>\underline U_e=\underline I\cdot\left(R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}\right)</math> sofort die Impedanz <math>\underline Z=\frac{\underline U_e}{\underline I}=R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}</math> (übrigens ist dein Maschensatz falsch: <math>\underline L\cdot u_L</math> ist keine Spannung). Diese Impedanz wird nun interpretiert indem man [[Zeigermodell|Zeigerdiagramme]] und die [[Ortskurve (Systemtheorie)|Ortskurve]] zeichnet sowie Betrag und Phase grafisch darstellt. Davon ausgehend werden in der Literatur zwecks Normierung die 45°-Frequenzen, die relative Bandbreite, die [[Resonanz|Resonanzüberhöhung]], die Schwingkreisgüte und die Verstimmung eingeführt. Das kann man alles im unten angeführten Standard-Lehrbuch von [[Klaus Lunze|Lunze]] oder [[Benutzer:Reseka/Literatur#Allgemeine Elektrotechnik|anderen Werken]] nachlesen und muss sich nichts Neues ausdenken. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 18:32, 12. Jan. 2025 (CET)
::Im Maschensatz, klar ein Typo, das <math>L</math> muss einfach weg, hab ich bereits korrigiert - danke für den Hinweis. Die Fourier-Trafo bildet den Diff-Operator <math>\frac{d}{dt}</math> auf <math>\mathrm{j\omega}</math> ab, und entsprechend für die höheren Ableitungen. Die Fourier-Transformierte der obigen DGL ergibt also exakt die algrebraische Gleichung <math>(*)</math>, diese geht nach Division durch <math>\mathrm{j}\omega</math> und Umsortieren über in <math>u_e=\biggl(R+\mathrm{j}\omega L+\frac{1}{\omega C} \biggr)i</math>. Kann ich auch nur nochmal wiederholen. Die Unterstellung, den Zusammenhang gäbe es nicht, ist daher nicht richtig: Die Anwendung der komplexen Wechselstromrechnung (die nur ein Rechentool ist), wird durch die Fourier-Theorie überhaupt erst mathematisch legitimiert (in der kontinuierlichen Version durch die Fourier-Trafo oder elementarer in der diskreten Version durch die Fourier-Reihenentwicklung unter Ausnutzung des Superpositionsprinzips; die diskrete Variante ist übrigens vor der komplexen Wechselstromrechnung von dem Physiker und Mathematiker Fourier bereits 1822 vor Steinmetz 1889 entwickelt worden, also der Ansatz der Physiker).
::Mir geht es hier um etwas ganz anderes: Es wird momentan etwas einseitig der Standpunkt von Elektrotechnikern/Ingenieuren dargestellt (der Physiker würde jetzt eben Physikstandardwerke zitieren wie den Demtröder Band 2, worin konsequent komplexe Fourier-Reihen als Lösungsansatz der DGLs gewählt werden, also so wie hier aufgezeigt; Gerthsen oder Bock machen es über reelle Fourier-Reihen, auch Physikstandardwerke). Schwingkreise gehören aber genauso zum Grundstudium von Physikern und die sind eben an den Schwingungen (Ampitude, Frequenz, Amplitudengang etc.) selbst interessiert und wählen daher diesen Ansatz. Auch für physikalisch interessierte Mathematiker (selbst im 1. Semester) ist der hier dargestellte Ansatz viel elementarer. Man muss nicht erst in die symbolische Methode einführen, um sowohl die aufgestellte Gleichung wie auch die hier abgeleitete Lösung für die erzwungene Schwingung zu verstehen und selbst die ist im Artikel nirgends angegeben. Auch wenn dies der Fall wäre, ziehe ich ''gerade aus der didaktischen Perspektive'' eine einfache Herleitung vor einem mechanischen Anwenden von Rechentools oder der ''bloßen Angabe einer Lösungfunktion'' vor. Ebenfalls ''aus didaktischer Sicht'', ist ''Wiederholung und Konsistenz'' ein Kernelement ''für erfolgreiche Wissenvermittlung'', was ebenfalls dafür spricht (wieder) den DGL-Ansatz zu verfolgen. Ferner mögen Ortsfunktionen für Elektrotechniker/Ingenieure interessant sein, der Amplitudengang ist jedoch eher für den Physiker (und auch Mathematiker interessant), denn er zeigt (siehe Grafik) sehr deutlich wie das System im Resonanzfall (für <math>R\rightarrow 0 </math>) aus den Fugen gerät.
::Jede Sichtweise/Zugang hat seine Berechtigung und diese Darstellung trägt dazu bei, da Sie Aspekte aufzeigt, die in der bisherigen Darstellung fehlen. Darum wiederhole ich meinen Vorschlag, dies wie oben genannt entsprechend einzugliedern. Hast du gute Gründe, die dagegen sprechen, die verschiedenen Interessengruppen anzusprechen und abzuholen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 20:48, 12. Jan. 2025 (CET)

:::Bisher war das ein „Elektrotechnik-Artikel“. Eine diesbezügliche Änderung solltest du mit dem Hauptautor (der nicht ich bin) und den anderen Autoren abstimmen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:31, 13. Jan. 2025 (CET)
::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Deine Aussage unterstreicht, dass die bisherige Darstellung andere Perspektiven vernachlässigt, da stimme ich zu. Insb. tauchen im Abschnitt "[[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis]]" die ''Schwingungen selbst ''überhaupt gar nicht mehr auf, weder Erregerschwingung (ext. Spannung) noch die erregte Schwingung (der Strom) samt Kenngrößen, Phasenwinkel, Amplitude etc. Diesen Mangel behebt der jetzige Entwurf. Die Hauptargumente stehen oben. Daher wiederhole ich meine Vorschlag, den Entwurf an den Anfang des besagten Abschnitts zu stellen.
::::In der Annahme, dass es sich bei @[[Benutzer:Saure|Saure]], um den Hauptautoren handelt: Gibt es konkret Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 16:36, 13. Jan. 2025 (CET)

:Wenn die Zeichenanzahl ein Kennzeichen für den Hauptautor ist, muss ich mich ja wohl einklinken.
:Ich danke [[Benutzer:Reseka|Reseka]] für sein Gegenhalten und stimme ihm voll zu.
:Konkrete Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf kommen von mir nicht, weil ich den Entwurf ohnehin nicht für hilfreich halte. Die Zeichnung des Amplitudengangs ist abzulehnen, weil sie in den Augen eines Physikers fundamental fehlerhaft ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 17:38, 13. Jan. 2025 (CET)
::''"Für nicht hilfreich halten"'' ist eine pauschal wertende Aussage, zudem ohne Angabe von Sachargumenten, insofern ohne Aussagekraft und Gehalt. Meine Argumente für die Eingliederung des Entwurfs sind oben nachzulesen, dabei bitte gesamten Diskussionsverlauf berücksichtigen und konkret darauf eingehen. Ferner: Was ist an dem Amplitudengang fundamental falsch? Behauptung bitte konkret begründen. Danke. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:14, 13. Jan. 2025 (CET)

'''Aktueller Diskussionsstand zum Entwurf:'''
Nachdem ein ''konstruktives Miteinander'' für die Erarbeitung des vorgeschlagenen Entwurfs von obenstehenden Gesprächspartnern abgelehnt und auf meine zuletzt genannten Argumente ''für'' dessen Eingliederung (oben nachzulesen) weder eingegangen noch eine Antwort auf meine Frage erfolgte, warum in einem verschiedene Interessengruppen berührenden Artikel, diese nicht angesprochen und abgeholt werden sollten, bleiben von denselben Gesprächspartnern unbeantwortet. Statt von "''Miteinander''" ist zuletzt gar von "''Gegenhalten''" die Rede und es folgen pauschal wertende Ablehnung ohne Sachargumente und Aussagekraft.

Dass ''Wiederholung'' gerade ''didaktisch sinnvoll'' und nicht ''"unvernünftig"'' ist, wurde bereits oben von mir angeführt, die ''Unentbehrlichkeit'' von Differentiagl. bei der gründlichen Diskussion von Schwingungen wird im unten stehenden Abschnitt "Effektivwert" unabhängig bestätigt. Aufgrund dieser Sachlage wird der Entwurf nun in den Artikelraum übertragen. Angesichts bisherigen Gesprächsverlaufs wäre eine Löschung des Entwurfs im Artikel billigerweise als Willkür und Boykott zu werten (ähnlich bereits zuvor erfolgter Löschungen mit unfundierten Begründungen "... ''sehe ICH nicht als Verbesserung an.''", falls nötig können weitere willkürliche Löschungen mit Zeitstempel angeführt werden.) {{unsigniert|Jackwelsh007|01:05, 15. Jan. 2025 (CET)}} (Nachtrag Signatur) [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:36, 15. Jan. 2025 (CET)

==Effektivwert==
In der Gleichung
:<math>{\displaystyle X_{C}={\frac {U}{I_{C}}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}=-{\frac {1}{\omega C}}\ }</math>
hat der Quotient zweier (stets positiver) Effektivwerte einen negativen Wert. Das sollte korrigiert werden.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:54, 13. Jan. 2025 (CET)

:Die Vorzeicheninkonsistenz ist ein guter Hinweis. Auch die Begründung "''Das negative Vorzeichen steht für die entgegengesetzte Richtung des Strompfeiles.''" ist erläuterungsbedürftig: 1. Was ist mit ''Strompfeil'' gemeint (ein Bezugspfeil oder ein Zeiger eines komplexen Effektivwerts)? 2. ''entgegengesetzt'' wozu? Eine Präzisierung der Fachsprache wäre hier gut und sie hat Auswirkungen auf die Richtigkeit der Aussage. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:23, 14. Jan. 2025 (CET)

::Ich habe den Fehler korrigiert und Text sowie Gleichungen an die Definitionen im Bild angepasst, um Missdeutungen zu vermeiden. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:19, 14. Jan. 2025 (CET)

::::Zwar formal berichtigt, die Ergänzung des Vorzeichens in <math>X_C=-\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_C|}</math> gegenüber <math>X_L=\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_L|}</math> kann auf unbeschlagene Leser jedoch willkürlich wirken. Dies lässt sich durch folgende konsistente und daher didaktisch sinnvollere Darstellung vermeiden und sollte daher angepasst werden:
:::: <math>X_L=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_L}=\omega L</math> <math>\quad</math> und <math>\quad</math> <math>X_C=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_C}=-\frac{1}{\omega C}</math>
:::--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:07, 14. Jan. 2025 (CET)

:::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]]: Die Gleichungen stimmen jetzt, aber ist diese Variante der Korrektur optimal? Ich habe zunächst gedacht, dass der Artikel die komplexe Rechnung vermeiden will, um die Leser mathematisch nicht zu überfordern. Das ist kaum durchzuhalten. Differentialgleichungen sind m. E. nicht Oma-tauglich, aber hier unentbehrlich. Und Elemente der komplexen Rechnung tauchen (aus gutem Grund) auch jetzt schon in mehreren Abbildungen auf und aktuell auch in der besprochenen Änderung. Liegt es da nicht nahe, auch die (sehr einfachen) Spannungsgleichungen von Spule und Kondensator (im VZS) komplex anzuschreiben und dann die einheitliche Definition der beiden Reaktanzen (der Name fehlt noch) gemäß <math>X=\operatorname{Im}{\frac{\underline{U}}{\underline{I}}} </math> zu verwenden? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:39, 14. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:50, 14. Jan. 2025 (CET)

::::@[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] Das stimmt auch. Findest du das Nehmen des Imaginäteils einer imaginären Zahl durch Multiplikation mit -j vorteilhaft gegenüber der expliziten Imag-Funktion? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:01, 14. Jan. 2025 (CET)

:::::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Hab mal die Chronologie anhand der Zeitstempel wiederhergestellt (einfach damit's passt). Zur Frage: Beide Darstellungen sind gebräuchlich, reine Präferenzsache und diesbezüglich bin ich leidenschaftlos, da beide Darstellungen gleichermaßen konsistent und daher didaktisch der bisherigen vorzuziehen sind. Meinethalben gern den Projektor <math>\mathrm{Im}</math>.
::: Erledigt. Da ich eh gerade dabei war die Notation zu harmonisieren und Äquivalenzumformungen zu verschlanken, habe ich den Vorschlag (Im-Operator) gleich mit umgesetzt. {{unsigniert|Jackwelsh007|03:21, 15. Jan. 2025 (CET)}} (Nachtrag Signatur: [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 03:31, 15. Jan. 2025 (CET))
::::Vielleicht gefällt dir die folgende Hinzufügung der Spannungsgleichungen? Leser mit geringeren Kenntnissen der komplexen Rechnung können die eventuell intuitiv verstehen und dann auch die darauf beruhenden Blindwiderstandsgleichungen:

::::Die Ströme werden durch den kapazitiven und induktiven Wechselstrom- oder [[Blindwiderstand]] begrenzt. Für eine Spule mit der Induktivität ''L'' und ihrer Strom-Spannungsgleichung
:::::<math>\underline U=\mathrm{j}\omega L\,{\underline I_L}</math>
::::gilt bei der Frequenz <math>f</math> bzw. der [[Kreisfrequenz]] <math>\omega =2\pi f</math>
:::::<math>X_L =\mathrm{Im}\,\frac{\underline U}{\underline I_L} =\omega L = 2\pi fL \ ,</math>
::::entsprechend für einen Kondensator mit
:::::<math>{\underline I_C}=\mathrm{j}\omega C\,{\underline U}</math>
::::und der Kapazität ''C'':
:::::<math>X_C =\mathrm{Im}\,\frac{\underline U}{\underline I_C} = -\frac 1{\omega C}= -\frac 1{2\pi fC} \ .</math>
::::Das negative Vorzeichen ... --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:49, 15. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:53, 15. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:05, 15. Jan. 2025 (CET)

Diskussion:Schwingkreis

2025-01-15T20:54:11Z

Modalanalytiker:

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== Eigenfrequenz beim Reihenschwingkreis ==

'''Begriffserleuterung für folgende Diskussion:'''

Resonanzfrequenz = Resonanzfrequenz eines ungedämpften Schwingkreises

Eigenfrequenz = Frequenz, bei dem das System frei (eigenständig) schwingen wird, relevant bei gedämpften Systemen

'''Einleitung'''

Ich stecke nicht so tief in der Materie, habe aber gerade ein komplexes System, bestehend aus mehreren Reihen- und Parallel-Schwingkreisen.
Mir ist aufgefallen, dass es nicht ganz auf Resonanzfrequenz schwingt, und so bin ich auf diese Seite gekommen.

In dem Artikel bin ich dann unter "Realer Schwingkreis" auf die Formel für die Eigenkreisfrequenz gestoßen, und damit konnte ich die Beobachtung an meinem komplexen System exakt bestätigen und berechnen.
Daraufhin habe ich mir den ganzen Arikel durchgelesen, und bin unter "Realer Reihenschwingkreis" - Punkt 3 über die Aussage gestolpert, dass sich beim gedämpften Reihenschwingkreis die Resonanzfrequenz nicht ändert. Verstehen tue ich darunter, dass die Eigenfrequenz der Resonanzfrequenz entspricht, denn die Resonanzfrequenz selbst, verändert sich nach meinem Verständnis in keinem Fall.

Dies hat mich aber sehr stutzig gemacht, da es sich bei meinem komplexen System, bei dem die Schwingung exakt der Formel der Eigenfrequenz, nicht aber der Resonanzfrequenz folgt, im untersuchten Frequenzbereich dominierend um einen Reihenschwingkreis handelt.
Daher habe ich eine Simulation aufgesetzt, in der ich den hier vorgestellten Reihen- und Parallelschwingkreis (Werte übernommen) untersucht, und untereinander, sowie mit einem ungedämpften Reihenschwingkreis (R=0, alle anderen Werte gleich) verglichen habe.
Dabei ist rausgekommen, dass sich der Reihenschwingkreis gleich zum Parallelschwingkreis verhält, die Eigenfrequenz ist bei beiden in gleicher Höhe niedriger als die Resonanzfrequenz.

'''Diskussion'''

Auf Grund der Simulationsergebnisse müsste ich also der Aussage unter Punkt 3 im Abschnitt "Realer Schwingkreis": "''Die Resonanzfrequenz ist dieselbe wie für den idealen Schwingkreis.''" wiedersprechen.
Wie aber inzwischen vermutlich schon deutlich geworden ist, könnte es auch sein, dass ich etwas missverstanden habe. In diesem Fall, möchte ich wiederum auf die Inkonsistenz in der Begriffswahl hindeuten:
Denn beim Absatz "Realer Schwingkreis" wird von "Eigenkreisfrequenz" (also nach meinem Verständnis von Eigenfrequenz*2*pi) gesprochen, unter Absatz "Realer Parallelschwingkreis" von "tatsächliche Resonanzfrequenz fr", und unter Absatz "Realer Reihenschwingkreis" von "Resonanzfrequenz".

'''Simulation'''

Wie oben beschrieben, habe ich die Werte aus diesem Artikel genommen, und damit einen Reihen- und einen Parallelschwingkreis simuliert. Zusätzlich habe ich einen ungdämpften Reihenschwingkreis simuliert.

Eigentlich hatte ich vor, hier ein Bild von der Simulation und den Ergebnissen hochzuladen, allerdings bekam ich immer das Problem: "We could not determine..."

Bei den Schwingkreisen habe ich als Startbedingung eine Kondensatorspannung von 1V angegeben, der Strom ist Null.
Ich habe mir die Schwingung des Stromes in der Induktivität im Zeitbereich angeschaut und verglichen. Die Periodendauer der Eigenschwingung (Eigenschwingung = Eigenfrequenz im Zeitbereich) war beim gedämpften Reihenschwingkreis exakt gleich, wie beim gedämpften Parallelschwingkreis. Sie war außerdem größer als die Periodendauer des ungedämpften Reihenschwingkreises. Somit wurde die Phasenverschiebung zwischen ungedämpfter und gedämpfter Schwingung mit jeder Periode größer.

Neben dem Strom in der Induktivität, habe ich mir auch die Spannung der Kapazität im Zeitbereich angeschaut. Hier konnte man grundsätzlich das gleich beobachten, nämlich, dass die Phasenverschiebung zwischen gedämpfter und ungedämpfter Schwingung mit jeder Periode zunahm. Allerdings kam es am Anfang zu einer Art Offset der Phasenverschiebung: einer der gedämpften Schwingungen war zunächst der ungdämpften Schwingung voreilend, die andere, gedämpfte Schwingung war von Beginn an nacheilend. Durch die ständige Aufsummierung der längeren Periodendauer der gedämpften Schwingung, waren am Ende (ich glaube schon nach der ersten Periode) beide gedämpfte Schwingungen der ungedämpften nacheilennd. Ich vermute, dies kommt von der Anfangsbedingung, dass der Strom gleich Null ist. Da im gedämpften System "Strom und Kondensatorspannung .... nicht genau gegeneinander 90° in der Phase verschoben" sind.
Somit müsste der Strom zu Beginn schon einen bestimmten Wert (ungleich Null) haben, wenn man sofort ein eingeschwungenes System haben will. Das habe ich aber vernachlässigt. {{unsigniert|Jörg Bowa|21:52, 29. Jan. 2020 (CET)}}

:Grundsätzlich muss man zwischen freien und erzwungenen Schwingungen unterscheiden: (1) [[Schwingkreis#Freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis|Freie Schwingungen]] werden nur in den ersten beiden Abschnitten behandelt. Wie dort gezeigt ist, definiert man formal die (ideale) Resonanzfrequenz <math>\omega_0</math> (in der Literatur auch als Kennfrequenz bezeichnet) und erhält als Frequenz der Eigenschwingungen die etwas niedrigere Eigenfrequenz <math>\omega_e</math>. (2) In den folgenden Abschnitten geht es um ''erzwungene Schwingungen''. Hier definiert man die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> so, dass dabei der Blindwiderstand bzw. der Blindleitwert gleich 0 ist. Bei der reinen Parallel- oder Reihenschaltung von RLC ist diese Resonanzfrequenz tatsächlich von der Dämpfung unabhängig <math>\omega_r=\omega_0</math> (womit die [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|dort vorhandene Aussage]] richtig ist). Ganz anders beim sogenannten „[[Schwingkreis#Realer Parallelschwingkreis|realen Parallelschwingkreis]]“: Hier weicht die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> von <math>\omega_0</math> ab und es gibt eine weitere (leicht abweichende) Frequenz <math>\omega_{max}</math>. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:09, 3. Feb. 2020 (CET)

== Zustandekommen von freien Schwingungen im idealen Schwingkreis ==

Der letzte Einschub „Die nachfolgende Beschreibung gilt für einen stationären Vorgang, nachdem Einschaltvorgänge abgeklungen sind.“ kann aber für Verwirrung sorgen: (1) Beim ''idealen'' Schwingkreis klingt der ''Einschaltvorgang'' nicht ab, sondern nur er ist bei freien Schwingungen relevant. (2) Vom ''stationären Vorgang'' spricht man nur bei erzwungenen Schwingungen, die erst weiter unten folgen. Dort würde ich übrigens empfehlen, die Abschnitte „Parallelschwingkreis“ und „Reihenschwingkreis“ in „Erzwungene Schwingungen im Parallelschwingkreis“ bzw. „Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis“ umzubenennen, um den Unterschied zwischen freien und erzwungenen Schwingungen deutlich zu machen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:31, 3. Feb. 2020 (CET)

:{{Antwort|Reseka}} Danke für dein aufmerksames Gegenlesen. Der von mir eingeschobene Satz ist an der Stelle Unsinn. Es gibt nur einen Anfangszustand, ab dem Energie vorhanden ist, aber keinen Einschaltvorgang, zu dem Anschlussklemmen nötig wären. Wenn ich die Lösung der DGL richtg verstehe, startet die ungedämpfte Schwingung unmittelbar sinusförmig. Einen Einschaltvorgang gibt es nur, wenn eine Fremdschwingung aufgezwungen wird. Ich werde entsprechend ändern. Bitte weiter reagieren, wenn ich es immer noch nicht richtig gemacht habe. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:56, 5. Feb. 2020 (CET)

== Vorzeichen bei Lsg DGL idealer Schwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Stimmt, danke für den Hinweis, Annahme überlesen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 11:43, 10. Jan. 2025 (CET)

== Schaltgrafik freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich wollte ohnehin nochmal die Pfeile durch geradlinige farbige ersetzen (Norm) und damit alle Bilder einheitlich wirken. Hatte ich deinen Vorschlag dazu richtig verstanden, dass du es vorziehen würdest den Spulenspannungspfeil umzudrehen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 12:41, 11. Jan. 2025 (CET)

:Ich denke, man sollte die Richtungen so lassen. Dann kann man daraus auch leicht einen „fremderregten“ realen Reihenschwingkreis machen. Vielleicht kannst du den Kondensator „nach unten“ verlagern, dann wäre „links“ Platz für eine erregende Quelle. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:30, 11. Jan. 2025 (CET)

::Seh ich auch so, sonst hätte man die Annahme zur Bepfeilung im Text ändern müssen und im Bild wäre ein Minuszeichen aufgetaucht. So bleibt es minimalistisch. Platz für einen externen Erreger klingt sinnvoll, dies aufgreifend, würde es sich anbieten auch den "allgemeinen Fall" mathematisch im Artikel zu behandeln. Hast du Lust den fehlenden Baustein (hier auf der Diskseite) aufzusetzen? An Details könnte man gemeinsam feilen. [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:53, 11. Jan. 2025 (CET)

:::Den Abschnitt [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|Realer Reihenschwingkreis]] gibt es ja schon, wenn auch mit „schwachem Text“ und „gedrungener“ Bebilderung. Aber ''freie'' und ''erzwungene'' Schwingungen sollte man in diesem Artikel nicht „mischen“. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:52, 11. Jan. 2025 (CET)
::::Mischen war auch nicht meine Intention, dass hast du vermutlich missverstanden. Mir geht es um die mathematische Behandlung des Reihenschwingkreis mit ex. Erreger in Form einer DGL. Dies kann man hier aufsetzen. In welchen Abschnitt das eingebaut wird, ist eine gänzlich andere Frage und muss hier nicht sofort entschieden werden, am besten vermutlich ein Unterabschnitt von [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erwz. Schw. im RSK]]. Möchtest du einen Entwurf hierzu aufsetzen, sonst kann ich das gern machen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 21:31, 11. Jan. 2025 (CET)

:::::Erzwungene Schwingungen in Resonanzkreisen werden nicht mit DGLs, sondern mit Hilfe der [[Komplexe Wechselstromrechnung|komplexen Wechselstromrechnung]] behandelt. Dazu nimmt man nur die (komplexe) Impedanz des Reihenschwingkreises her und stellt deren Ortskurve bzw. den Frequenzgang von deren Betrag und Phase dar und interpretiert das Ganze. Und das wurde hier ja schon (vielleicht etwas ungünstig) getan. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:53, 11. Jan. 2025 (CET)
::::::Mit absoluten Wahrheiten bin ich persönlich immer vorsichtig, es gibt stets mehrere Ansätze zur Problemlösung. Konsistenz vor persönlicher Präferenz ist hier ein guter Leitsatz. Konsistent wäre eine Behandlung analog zu den freien Schwingungen vermöge einer DGL. Komplexe Wechselstromrechnung ist letztlich nur eine Algebraisierung der DGL mithilfe von LP-Trafo bzw. Fourier-Trafo. Ich stelle nun meinen Ansatz vor, dann können wir konkret darüber sprechen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:53, 11. Jan. 2025 (CET)
:::::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Hier wie angekündigt der Entwurf als Diskussionsgrundlage. Die Gleichung ergibt sich sehr anschaulich unmittelbar aus der Maschenregel (siehe Schaltbild unten) und die Lösung der DGL ist elementar. Mein Vorschlag wäre, dies an den Anfang direkt im Abschnitt [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis]] einzugliedern, nachdem wir eine finale Version erarbeitet haben. 1. Hast du Ergänzungs- oder Verbesserungsvorschläge hierzu? 2. Siehst du eine anderen Abschnitt zur Eingliederung als geeigneter an? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:13, 12. Jan. 2025 (CET)

== Entwurf (in progress): Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis ==

[[Datei:Erzwungene_Schwingungen.png|mini|221px|Schaltbild zu erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis. Machenregel liefert:
<math>u_e=u_C+R\, i+u_L</math>]]

[[Datei:Stromamplitude Reihenschwingkreis.png|mini|220px|Erzwungene Schwingung im Reihenschaltkreis: [[Amplitudengang]] des Stroms <math>i_0(\omega)</math> für verschiedene Widerstandswerte <math>R</math> .]]

Analog zur Behandlung der freien Schwingungen im realen Schwingkreis ergibt sich für eine Reihenschaltung von Kapazität <math>C</math>, Widerstand <math>R</math> und Induktivität <math>L</math>, an welche eine äußere Spannung <math>u_e(t)</math> einer idealen Wechselspannungsquelle angelegt wird, mit dem Maschensatz folgende Gleichung (Bepfeilung siehe Schaltbild: Ideale Wechselspannungsquelle im [[Erzeugerzählpfeilsystem|EZV]], alle anderen Schaltelemente im [[Verbraucherzählpfeilsystem|VZS]]):

:<math>u_e=u_C+R\cdot i+u_L</math>

Hierbei ist <math>u_C=Q/C</math> und <math>u_L=L\frac{di}{dt}</math>. Einsetzen und Differenzieren nach der Zeit ergibt

:<math>\frac{du_e}{dt}=\frac{i}{C}+R\cdot\frac{di}{dt}+L\cdot\frac{d^2i}{dt^2}</math>
Dies ist eine lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung und lässt sich besonders leicht mit einem komplexen Ansatz lösen. Natürlich muss jede physikalische Lösung reell sein. Aufgrund der Linearität der Gleichung müssen Real- und Imaginärteil einer Lösung jeder für sich die Gleichung lösen. Wiederum aufgrund der Linearität ist jede reelle Linearkombination reeller Lösungen eine physikalische Lösung.

Einsetzen des komplexen Ansatzes (imaginäre Einheit hier: <math> \mathrm{j}</math>)

:<math> u_e(t)=u_0\cdot e^{\mathrm{j}\omega t}</math>, <math>\;</math> <math> i(t)=i_0\cdot e^{\mathrm{j}(\omega t-\varphi)}</math>

in die Differentialgleichung liefert

:<math> \mathrm{j}\,\omega u_e=\bigl(\frac{1}{C}+\mathrm{j}\,\omega R-L\omega^2 \bigr)i</math> <math>\quad\quad(*)</math>

Damit ergibt sich für die [[Elektrische Impedanz|Gesamtimpedanz]]

:<math> Z=\frac{u_e}{i}=\frac{u_0}{i_0}\, e^{\mathrm{j}\varphi}=R+\mathrm{j}\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)</math>

und deren Betrag ([[Scheinwiderstand]]) entsprechend

:<math> |Z|=\frac{u_0}{i_0}=\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}</math> <math>\quad\quad (1)</math>

Die [[Phasenverschiebung]] <math>\varphi </math> erhält man aus

:<math>\tan\varphi=\frac{\mathrm{Im}\, Z}{\mathrm{Re}\, Z}=\frac{\omega L-\frac{1}{\omega C}}{R}</math> <math>\quad\quad (2)</math>

Gibt man beispielsweise als äußere harmonische Erregung <math>\mathrm{Re}\{u_e(t) \}=u_0\cos(\omega t)</math> mit frei wählbarer Amplitude <math>u_0>0</math> und Erreger(kreis)frequenz <math>\omega>0</math> vor, so löst der Strom

:<math>\mathrm{Re}\{i(t) \}=i_0\cos(\omega t-\varphi)</math>

zusammen mit der vorgegebenen Erregung obige Differentialgleichung. Die Parameter <math>i_0</math> und <math>\varphi</math> des Stroms sind hierbei über <math>(1)</math> und <math>(2)</math> eindeutig festgelegt, da <math>R,L,C</math> als Kenngrößen des Schwingkreises sowie Erregeramplitude <math>u_0>0</math> und Erregerfrequenz <math>\omega>0</math> vorgegeben sind. Hervorzuheben ist hierbei die Abhängigkeit der Phasenverschiebung <math>\varphi=\varphi(\omega) </math> sowie der Stromamplitude

:<math> i_0(\omega)=\frac{u_0}{\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}}</math>

von der Erregerfrequenz <math>\omega</math> (s. Abb. rechts). Stimmt die Erregerfrequenz <math>\omega</math> mit der ''Resonanzfrequenz'' <math>\omega_r=1/\sqrt{LC}</math> des Reihenschwingkreises überein, so wird die Stromamplitude <math>i(\omega_r)=u_0/R </math> maximal. Dieser Fall heißt [[Amplitudenresonanz]] und <math>i_r:=u_0/R </math> ''Resonanzamplitude''.

--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:01, 12. Jan. 2025 (CET)

:Ich kann nur wiederholen: Vor über 100 Jahren haben die Elektrotechnik-Ingenieure die [[komplexe Wechselstromrechnung]] (die mit Fourier- und Laplace-Transformation erst mal nichts zu tun hat) erfunden, um keine DGLs mehr aufstellen und lösen zu müssen. Alle Lehrbücher der Elektrotechnik führen diese anfangs ein, um damit später die Wechselstrom-Netzwerke und insbesondere die Resonanzkreise zu beschreiben und zu analysieren. In manchen Fällen (wenn beim Leser keine komplexen Zahlen vorausgesetzt werden können) werden Schwingkreise auch nur mit Hilfe von Zeigerdiagrammen analysiert. Auf alle Fälle ist es didaktisch nicht vernünftig, für den Reihenschwingkreis an dieser Stelle nochmals die DGL aufzustellen und zu lösen, da die gefundene Lösung viel einfacher und plausibler mit der komplexen Wechselstromrechnung gefunden wird: Dazu werden im Schaltbild die Signale (einschließlich Erregung) mit (evtl. unterstrichenen) Großbuchstaben beschriftet (<math>\underline U_e</math>, <math>\underline I</math>), welche die [[Phasor|komplexen Amplituden]] bezeichnen. Die Netzwerkelemente werden direkt mit ihrer (komplexen) Impedanz beschriftet (also <math>R</math>, <math>j\omega L</math> und <math>\frac{1}{j\omega C}</math>). Jetzt ergibt der Maschensatz <math>\underline U_e=\underline I\cdot\left(R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}\right)</math> sofort die Impedanz <math>\underline Z=\frac{\underline U_e}{\underline I}=R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}</math> (übrigens ist dein Maschensatz falsch: <math>\underline L\cdot u_L</math> ist keine Spannung). Diese Impedanz wird nun interpretiert indem man [[Zeigermodell|Zeigerdiagramme]] und die [[Ortskurve (Systemtheorie)|Ortskurve]] zeichnet sowie Betrag und Phase grafisch darstellt. Davon ausgehend werden in der Literatur zwecks Normierung die 45°-Frequenzen, die relative Bandbreite, die [[Resonanz|Resonanzüberhöhung]], die Schwingkreisgüte und die Verstimmung eingeführt. Das kann man alles im unten angeführten Standard-Lehrbuch von [[Klaus Lunze|Lunze]] oder [[Benutzer:Reseka/Literatur#Allgemeine Elektrotechnik|anderen Werken]] nachlesen und muss sich nichts Neues ausdenken. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 18:32, 12. Jan. 2025 (CET)
::Im Maschensatz, klar ein Typo, das <math>L</math> muss einfach weg, hab ich bereits korrigiert - danke für den Hinweis. Die Fourier-Trafo bildet den Diff-Operator <math>\frac{d}{dt}</math> auf <math>\mathrm{j\omega}</math> ab, und entsprechend für die höheren Ableitungen. Die Fourier-Transformierte der obigen DGL ergibt also exakt die algrebraische Gleichung <math>(*)</math>, diese geht nach Division durch <math>\mathrm{j}\omega</math> und Umsortieren über in <math>u_e=\biggl(R+\mathrm{j}\omega L+\frac{1}{\omega C} \biggr)i</math>. Kann ich auch nur nochmal wiederholen. Die Unterstellung, den Zusammenhang gäbe es nicht, ist daher nicht richtig: Die Anwendung der komplexen Wechselstromrechnung (die nur ein Rechentool ist), wird durch die Fourier-Theorie überhaupt erst mathematisch legitimiert (in der kontinuierlichen Version durch die Fourier-Trafo oder elementarer in der diskreten Version durch die Fourier-Reihenentwicklung unter Ausnutzung des Superpositionsprinzips; die diskrete Variante ist übrigens vor der komplexen Wechselstromrechnung von dem Physiker und Mathematiker Fourier bereits 1822 vor Steinmetz 1889 entwickelt worden, also der Ansatz der Physiker).
::Mir geht es hier um etwas ganz anderes: Es wird momentan etwas einseitig der Standpunkt von Elektrotechnikern/Ingenieuren dargestellt (der Physiker würde jetzt eben Physikstandardwerke zitieren wie den Demtröder Band 2, worin konsequent komplexe Fourier-Reihen als Lösungsansatz der DGLs gewählt werden, also so wie hier aufgezeigt; Gerthsen oder Bock machen es über reelle Fourier-Reihen, auch Physikstandardwerke). Schwingkreise gehören aber genauso zum Grundstudium von Physikern und die sind eben an den Schwingungen (Ampitude, Frequenz, Amplitudengang etc.) selbst interessiert und wählen daher diesen Ansatz. Auch für physikalisch interessierte Mathematiker (selbst im 1. Semester) ist der hier dargestellte Ansatz viel elementarer. Man muss nicht erst in die symbolische Methode einführen, um sowohl die aufgestellte Gleichung wie auch die hier abgeleitete Lösung für die erzwungene Schwingung zu verstehen und selbst die ist im Artikel nirgends angegeben. Auch wenn dies der Fall wäre, ziehe ich ''gerade aus der didaktischen Perspektive'' eine einfache Herleitung vor einem mechanischen Anwenden von Rechentools oder der ''bloßen Angabe einer Lösungfunktion'' vor. Ebenfalls ''aus didaktischer Sicht'', ist ''Wiederholung und Konsistenz'' ein Kernelement ''für erfolgreiche Wissenvermittlung'', was ebenfalls dafür spricht (wieder) den DGL-Ansatz zu verfolgen. Ferner mögen Ortsfunktionen für Elektrotechniker/Ingenieure interessant sein, der Amplitudengang ist jedoch eher für den Physiker (und auch Mathematiker interessant), denn er zeigt (siehe Grafik) sehr deutlich wie das System im Resonanzfall (für <math>R\rightarrow 0 </math>) aus den Fugen gerät.
::Jede Sichtweise/Zugang hat seine Berechtigung und diese Darstellung trägt dazu bei, da Sie Aspekte aufzeigt, die in der bisherigen Darstellung fehlen. Darum wiederhole ich meinen Vorschlag, dies wie oben genannt entsprechend einzugliedern. Hast du gute Gründe, die dagegen sprechen, die verschiedenen Interessengruppen anzusprechen und abzuholen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 20:48, 12. Jan. 2025 (CET)

:::Bisher war das ein „Elektrotechnik-Artikel“. Eine diesbezügliche Änderung solltest du mit dem Hauptautor (der nicht ich bin) und den anderen Autoren abstimmen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:31, 13. Jan. 2025 (CET)
::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Deine Aussage unterstreicht, dass die bisherige Darstellung andere Perspektiven vernachlässigt, da stimme ich zu. Insb. tauchen im Abschnitt "[[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis]]" die ''Schwingungen selbst ''überhaupt gar nicht mehr auf, weder Erregerschwingung (ext. Spannung) noch die erregte Schwingung (der Strom) samt Kenngrößen, Phasenwinkel, Amplitude etc. Diesen Mangel behebt der jetzige Entwurf. Die Hauptargumente stehen oben. Daher wiederhole ich meine Vorschlag, den Entwurf an den Anfang des besagten Abschnitts zu stellen.
::::In der Annahme, dass es sich bei @[[Benutzer:Saure|Saure]], um den Hauptautoren handelt: Gibt es konkret Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 16:36, 13. Jan. 2025 (CET)

:Wenn die Zeichenanzahl ein Kennzeichen für den Hauptautor ist, muss ich mich ja wohl einklinken.
:Ich danke [[Benutzer:Reseka|Reseka]] für sein Gegenhalten und stimme ihm voll zu.
:Konkrete Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf kommen von mir nicht, weil ich den Entwurf ohnehin nicht für hilfreich halte. Die Zeichnung des Amplitudengangs ist abzulehnen, weil sie in den Augen eines Physikers fundamental fehlerhaft ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 17:38, 13. Jan. 2025 (CET)
::''"Für nicht hilfreich halten"'' ist eine pauschal wertende Aussage, zudem ohne Angabe von Sachargumenten, insofern ohne Aussagekraft und Gehalt. Meine Argumente für die Eingliederung des Entwurfs sind oben nachzulesen, dabei bitte gesamten Diskussionsverlauf berücksichtigen und konkret darauf eingehen. Ferner: Was ist an dem Amplitudengang fundamental falsch? Behauptung bitte konkret begründen. Danke. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:14, 13. Jan. 2025 (CET)

'''Aktueller Diskussionsstand zum Entwurf:'''
Nachdem ein ''konstruktives Miteinander'' für die Erarbeitung des vorgeschlagenen Entwurfs von obenstehenden Gesprächspartnern abgelehnt und auf meine zuletzt genannten Argumente ''für'' dessen Eingliederung (oben nachzulesen) weder eingegangen noch eine Antwort auf meine Frage erfolgte, warum in einem verschiedene Interessengruppen berührenden Artikel, diese nicht angesprochen und abgeholt werden sollten, bleiben von denselben Gesprächspartnern unbeantwortet. Statt von "''Miteinander''" ist zuletzt gar von "''Gegenhalten''" die Rede und es folgen pauschal wertende Ablehnung ohne Sachargumente und Aussagekraft.

Dass ''Wiederholung'' gerade ''didaktisch sinnvoll'' und nicht ''"unvernünftig"'' ist, wurde bereits oben von mir angeführt, die ''Unentbehrlichkeit'' von Differentiagl. bei der gründlichen Diskussion von Schwingungen wird im unten stehenden Abschnitt "Effektivwert" unabhängig bestätigt. Aufgrund dieser Sachlage wird der Entwurf nun in den Artikelraum übertragen. Angesichts bisherigen Gesprächsverlaufs wäre eine Löschung des Entwurfs im Artikel billigerweise als Willkür und Boykott zu werten (ähnlich bereits zuvor erfolgter Löschungen mit unfundierten Begründungen "... ''sehe ICH nicht als Verbesserung an.''", falls nötig können weitere willkürliche Löschungen mit Zeitstempel angeführt werden.) {{unsigniert|Jackwelsh007|01:05, 15. Jan. 2025 (CET)}} (Nachtrag Signatur) [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:36, 15. Jan. 2025 (CET)

==Effektivwert==
In der Gleichung
:<math>{\displaystyle X_{C}={\frac {U}{I_{C}}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}=-{\frac {1}{\omega C}}\ }</math>
hat der Quotient zweier (stets positiver) Effektivwerte einen negativen Wert. Das sollte korrigiert werden.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:54, 13. Jan. 2025 (CET)

:Die Vorzeicheninkonsistenz ist ein guter Hinweis. Auch die Begründung "''Das negative Vorzeichen steht für die entgegengesetzte Richtung des Strompfeiles.''" ist erläuterungsbedürftig: 1. Was ist mit ''Strompfeil'' gemeint (ein Bezugspfeil oder ein Zeiger eines komplexen Effektivwerts)? 2. ''entgegengesetzt'' wozu? Eine Präzisierung der Fachsprache wäre hier gut und sie hat Auswirkungen auf die Richtigkeit der Aussage. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:23, 14. Jan. 2025 (CET)

::Ich habe den Fehler korrigiert und Text sowie Gleichungen an die Definitionen im Bild angepasst, um Missdeutungen zu vermeiden. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:19, 14. Jan. 2025 (CET)

::::Zwar formal berichtigt, die Ergänzung des Vorzeichens in <math>X_C=-\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_C|}</math> gegenüber <math>X_L=\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_L|}</math> kann auf unbeschlagene Leser jedoch willkürlich wirken. Dies lässt sich durch folgende konsistente und daher didaktisch sinnvollere Darstellung vermeiden und sollte daher angepasst werden:
:::: <math>X_L=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_L}=\omega L</math> <math>\quad</math> und <math>\quad</math> <math>X_C=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_C}=-\frac{1}{\omega C}</math>
:::--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:07, 14. Jan. 2025 (CET)

:::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]]: Die Gleichungen stimmen jetzt, aber ist diese Variante der Korrektur optimal? Ich habe zunächst gedacht, dass der Artikel die komplexe Rechnung vermeiden will, um die Leser mathematisch nicht zu überfordern. Das ist kaum durchzuhalten. Differentialgleichungen sind m. E. nicht Oma-tauglich, aber hier unentbehrlich. Und Elemente der komplexen Rechnung tauchen (aus gutem Grund) auch jetzt schon in mehreren Abbildungen auf und aktuell auch in der besprochenen Änderung. Liegt es da nicht nahe, auch die (sehr einfachen) Spannungsgleichungen von Spule und Kondensator (im VZS) komplex anzuschreiben und dann die einheitliche Definition der beiden Reaktanzen (der Name fehlt noch) gemäß <math>X=\operatorname{Im}{\frac{\underline{U}}{\underline{I}}} </math> zu verwenden? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:39, 14. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:50, 14. Jan. 2025 (CET)

::::@[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] Das stimmt auch. Findest du das Nehmen des Imaginäteils einer imaginären Zahl durch Multiplikation mit -j vorteilhaft gegenüber der expliziten Imag-Funktion? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:01, 14. Jan. 2025 (CET)

:::::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Hab mal die Chronologie anhand der Zeitstempel wiederhergestellt (einfach damit's passt). Zur Frage: Beide Darstellungen sind gebräuchlich, reine Präferenzsache und diesbezüglich bin ich leidenschaftlos, da beide Darstellungen gleichermaßen konsistent und daher didaktisch der bisherigen vorzuziehen sind. Meinethalben gern den Projektor <math>\mathrm{Im}</math>.
::: Erledigt. Da ich eh gerade dabei war die Notation zu harmonisieren und Äquivalenzumformungen zu verschlanken, habe ich den Vorschlag (Im-Operator) gleich mit umgesetzt. {{unsigniert|Jackwelsh007|03:21, 15. Jan. 2025 (CET)}} (Nachtrag Signatur: [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 03:31, 15. Jan. 2025 (CET))
::::Vielleicht gefällt dir die folgende Hinzufügung der Spannungsgleichungen? Leser mit geringeren Kenntnissen der komplexen Rechnung können die eventuell intuitiv verstehen und dann auch die darauf beruhenden Blindwiderstandsgleichungen:

::::Die Ströme werden durch den kapazitiven und induktiven Wechselstrom- oder [[Blindwiderstand]] begrenzt. Für eine Spule mit der Induktivität ''L'' und ihrer Strom-Spannungsgleichung
:::::<math>\underline U=\mathrm{j}\omega L\,{\underline I_L}</math>
::::gilt bei der Frequenz <math>f</math> bzw. der [[Kreisfrequenz]] <math>\omega =2\pi f</math>
:::::<math>X_L =\mathrm{Im}\,\frac{\underline U}{\underline I_L} =\omega L = 2\pi fL \ ,</math>
::::entsprechend für einen Kondensator mit
:::::<math>\underline I=\mathrm{j}\omega C\,{\underline U_C}</math>
::::und der Kapazität ''C'':
:::::<math>X_C =\mathrm{Im}\,\frac{\underline U}{\underline I_C} = -\frac 1{\omega C}= -\frac 1{2\pi fC} \ .</math>
::::Das negative Vorzeichen ... --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:49, 15. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:53, 15. Jan. 2025 (CET)

Diskussion:Schwingkreis

2025-01-15T20:49:23Z

Modalanalytiker: /* Effektivwert */ Antwort

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== Eigenfrequenz beim Reihenschwingkreis ==

'''Begriffserleuterung für folgende Diskussion:'''

Resonanzfrequenz = Resonanzfrequenz eines ungedämpften Schwingkreises

Eigenfrequenz = Frequenz, bei dem das System frei (eigenständig) schwingen wird, relevant bei gedämpften Systemen

'''Einleitung'''

Ich stecke nicht so tief in der Materie, habe aber gerade ein komplexes System, bestehend aus mehreren Reihen- und Parallel-Schwingkreisen.
Mir ist aufgefallen, dass es nicht ganz auf Resonanzfrequenz schwingt, und so bin ich auf diese Seite gekommen.

In dem Artikel bin ich dann unter "Realer Schwingkreis" auf die Formel für die Eigenkreisfrequenz gestoßen, und damit konnte ich die Beobachtung an meinem komplexen System exakt bestätigen und berechnen.
Daraufhin habe ich mir den ganzen Arikel durchgelesen, und bin unter "Realer Reihenschwingkreis" - Punkt 3 über die Aussage gestolpert, dass sich beim gedämpften Reihenschwingkreis die Resonanzfrequenz nicht ändert. Verstehen tue ich darunter, dass die Eigenfrequenz der Resonanzfrequenz entspricht, denn die Resonanzfrequenz selbst, verändert sich nach meinem Verständnis in keinem Fall.

Dies hat mich aber sehr stutzig gemacht, da es sich bei meinem komplexen System, bei dem die Schwingung exakt der Formel der Eigenfrequenz, nicht aber der Resonanzfrequenz folgt, im untersuchten Frequenzbereich dominierend um einen Reihenschwingkreis handelt.
Daher habe ich eine Simulation aufgesetzt, in der ich den hier vorgestellten Reihen- und Parallelschwingkreis (Werte übernommen) untersucht, und untereinander, sowie mit einem ungedämpften Reihenschwingkreis (R=0, alle anderen Werte gleich) verglichen habe.
Dabei ist rausgekommen, dass sich der Reihenschwingkreis gleich zum Parallelschwingkreis verhält, die Eigenfrequenz ist bei beiden in gleicher Höhe niedriger als die Resonanzfrequenz.

'''Diskussion'''

Auf Grund der Simulationsergebnisse müsste ich also der Aussage unter Punkt 3 im Abschnitt "Realer Schwingkreis": "''Die Resonanzfrequenz ist dieselbe wie für den idealen Schwingkreis.''" wiedersprechen.
Wie aber inzwischen vermutlich schon deutlich geworden ist, könnte es auch sein, dass ich etwas missverstanden habe. In diesem Fall, möchte ich wiederum auf die Inkonsistenz in der Begriffswahl hindeuten:
Denn beim Absatz "Realer Schwingkreis" wird von "Eigenkreisfrequenz" (also nach meinem Verständnis von Eigenfrequenz*2*pi) gesprochen, unter Absatz "Realer Parallelschwingkreis" von "tatsächliche Resonanzfrequenz fr", und unter Absatz "Realer Reihenschwingkreis" von "Resonanzfrequenz".

'''Simulation'''

Wie oben beschrieben, habe ich die Werte aus diesem Artikel genommen, und damit einen Reihen- und einen Parallelschwingkreis simuliert. Zusätzlich habe ich einen ungdämpften Reihenschwingkreis simuliert.

Eigentlich hatte ich vor, hier ein Bild von der Simulation und den Ergebnissen hochzuladen, allerdings bekam ich immer das Problem: "We could not determine..."

Bei den Schwingkreisen habe ich als Startbedingung eine Kondensatorspannung von 1V angegeben, der Strom ist Null.
Ich habe mir die Schwingung des Stromes in der Induktivität im Zeitbereich angeschaut und verglichen. Die Periodendauer der Eigenschwingung (Eigenschwingung = Eigenfrequenz im Zeitbereich) war beim gedämpften Reihenschwingkreis exakt gleich, wie beim gedämpften Parallelschwingkreis. Sie war außerdem größer als die Periodendauer des ungedämpften Reihenschwingkreises. Somit wurde die Phasenverschiebung zwischen ungedämpfter und gedämpfter Schwingung mit jeder Periode größer.

Neben dem Strom in der Induktivität, habe ich mir auch die Spannung der Kapazität im Zeitbereich angeschaut. Hier konnte man grundsätzlich das gleich beobachten, nämlich, dass die Phasenverschiebung zwischen gedämpfter und ungedämpfter Schwingung mit jeder Periode zunahm. Allerdings kam es am Anfang zu einer Art Offset der Phasenverschiebung: einer der gedämpften Schwingungen war zunächst der ungdämpften Schwingung voreilend, die andere, gedämpfte Schwingung war von Beginn an nacheilend. Durch die ständige Aufsummierung der längeren Periodendauer der gedämpften Schwingung, waren am Ende (ich glaube schon nach der ersten Periode) beide gedämpfte Schwingungen der ungedämpften nacheilennd. Ich vermute, dies kommt von der Anfangsbedingung, dass der Strom gleich Null ist. Da im gedämpften System "Strom und Kondensatorspannung .... nicht genau gegeneinander 90° in der Phase verschoben" sind.
Somit müsste der Strom zu Beginn schon einen bestimmten Wert (ungleich Null) haben, wenn man sofort ein eingeschwungenes System haben will. Das habe ich aber vernachlässigt. {{unsigniert|Jörg Bowa|21:52, 29. Jan. 2020 (CET)}}

:Grundsätzlich muss man zwischen freien und erzwungenen Schwingungen unterscheiden: (1) [[Schwingkreis#Freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis|Freie Schwingungen]] werden nur in den ersten beiden Abschnitten behandelt. Wie dort gezeigt ist, definiert man formal die (ideale) Resonanzfrequenz <math>\omega_0</math> (in der Literatur auch als Kennfrequenz bezeichnet) und erhält als Frequenz der Eigenschwingungen die etwas niedrigere Eigenfrequenz <math>\omega_e</math>. (2) In den folgenden Abschnitten geht es um ''erzwungene Schwingungen''. Hier definiert man die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> so, dass dabei der Blindwiderstand bzw. der Blindleitwert gleich 0 ist. Bei der reinen Parallel- oder Reihenschaltung von RLC ist diese Resonanzfrequenz tatsächlich von der Dämpfung unabhängig <math>\omega_r=\omega_0</math> (womit die [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|dort vorhandene Aussage]] richtig ist). Ganz anders beim sogenannten „[[Schwingkreis#Realer Parallelschwingkreis|realen Parallelschwingkreis]]“: Hier weicht die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> von <math>\omega_0</math> ab und es gibt eine weitere (leicht abweichende) Frequenz <math>\omega_{max}</math>. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:09, 3. Feb. 2020 (CET)

== Zustandekommen von freien Schwingungen im idealen Schwingkreis ==

Der letzte Einschub „Die nachfolgende Beschreibung gilt für einen stationären Vorgang, nachdem Einschaltvorgänge abgeklungen sind.“ kann aber für Verwirrung sorgen: (1) Beim ''idealen'' Schwingkreis klingt der ''Einschaltvorgang'' nicht ab, sondern nur er ist bei freien Schwingungen relevant. (2) Vom ''stationären Vorgang'' spricht man nur bei erzwungenen Schwingungen, die erst weiter unten folgen. Dort würde ich übrigens empfehlen, die Abschnitte „Parallelschwingkreis“ und „Reihenschwingkreis“ in „Erzwungene Schwingungen im Parallelschwingkreis“ bzw. „Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis“ umzubenennen, um den Unterschied zwischen freien und erzwungenen Schwingungen deutlich zu machen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:31, 3. Feb. 2020 (CET)

:{{Antwort|Reseka}} Danke für dein aufmerksames Gegenlesen. Der von mir eingeschobene Satz ist an der Stelle Unsinn. Es gibt nur einen Anfangszustand, ab dem Energie vorhanden ist, aber keinen Einschaltvorgang, zu dem Anschlussklemmen nötig wären. Wenn ich die Lösung der DGL richtg verstehe, startet die ungedämpfte Schwingung unmittelbar sinusförmig. Einen Einschaltvorgang gibt es nur, wenn eine Fremdschwingung aufgezwungen wird. Ich werde entsprechend ändern. Bitte weiter reagieren, wenn ich es immer noch nicht richtig gemacht habe. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:56, 5. Feb. 2020 (CET)

== Vorzeichen bei Lsg DGL idealer Schwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Stimmt, danke für den Hinweis, Annahme überlesen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 11:43, 10. Jan. 2025 (CET)

== Schaltgrafik freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich wollte ohnehin nochmal die Pfeile durch geradlinige farbige ersetzen (Norm) und damit alle Bilder einheitlich wirken. Hatte ich deinen Vorschlag dazu richtig verstanden, dass du es vorziehen würdest den Spulenspannungspfeil umzudrehen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 12:41, 11. Jan. 2025 (CET)

:Ich denke, man sollte die Richtungen so lassen. Dann kann man daraus auch leicht einen „fremderregten“ realen Reihenschwingkreis machen. Vielleicht kannst du den Kondensator „nach unten“ verlagern, dann wäre „links“ Platz für eine erregende Quelle. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:30, 11. Jan. 2025 (CET)

::Seh ich auch so, sonst hätte man die Annahme zur Bepfeilung im Text ändern müssen und im Bild wäre ein Minuszeichen aufgetaucht. So bleibt es minimalistisch. Platz für einen externen Erreger klingt sinnvoll, dies aufgreifend, würde es sich anbieten auch den "allgemeinen Fall" mathematisch im Artikel zu behandeln. Hast du Lust den fehlenden Baustein (hier auf der Diskseite) aufzusetzen? An Details könnte man gemeinsam feilen. [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:53, 11. Jan. 2025 (CET)

:::Den Abschnitt [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|Realer Reihenschwingkreis]] gibt es ja schon, wenn auch mit „schwachem Text“ und „gedrungener“ Bebilderung. Aber ''freie'' und ''erzwungene'' Schwingungen sollte man in diesem Artikel nicht „mischen“. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:52, 11. Jan. 2025 (CET)
::::Mischen war auch nicht meine Intention, dass hast du vermutlich missverstanden. Mir geht es um die mathematische Behandlung des Reihenschwingkreis mit ex. Erreger in Form einer DGL. Dies kann man hier aufsetzen. In welchen Abschnitt das eingebaut wird, ist eine gänzlich andere Frage und muss hier nicht sofort entschieden werden, am besten vermutlich ein Unterabschnitt von [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erwz. Schw. im RSK]]. Möchtest du einen Entwurf hierzu aufsetzen, sonst kann ich das gern machen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 21:31, 11. Jan. 2025 (CET)

:::::Erzwungene Schwingungen in Resonanzkreisen werden nicht mit DGLs, sondern mit Hilfe der [[Komplexe Wechselstromrechnung|komplexen Wechselstromrechnung]] behandelt. Dazu nimmt man nur die (komplexe) Impedanz des Reihenschwingkreises her und stellt deren Ortskurve bzw. den Frequenzgang von deren Betrag und Phase dar und interpretiert das Ganze. Und das wurde hier ja schon (vielleicht etwas ungünstig) getan. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:53, 11. Jan. 2025 (CET)
::::::Mit absoluten Wahrheiten bin ich persönlich immer vorsichtig, es gibt stets mehrere Ansätze zur Problemlösung. Konsistenz vor persönlicher Präferenz ist hier ein guter Leitsatz. Konsistent wäre eine Behandlung analog zu den freien Schwingungen vermöge einer DGL. Komplexe Wechselstromrechnung ist letztlich nur eine Algebraisierung der DGL mithilfe von LP-Trafo bzw. Fourier-Trafo. Ich stelle nun meinen Ansatz vor, dann können wir konkret darüber sprechen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:53, 11. Jan. 2025 (CET)
:::::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Hier wie angekündigt der Entwurf als Diskussionsgrundlage. Die Gleichung ergibt sich sehr anschaulich unmittelbar aus der Maschenregel (siehe Schaltbild unten) und die Lösung der DGL ist elementar. Mein Vorschlag wäre, dies an den Anfang direkt im Abschnitt [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis]] einzugliedern, nachdem wir eine finale Version erarbeitet haben. 1. Hast du Ergänzungs- oder Verbesserungsvorschläge hierzu? 2. Siehst du eine anderen Abschnitt zur Eingliederung als geeigneter an? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:13, 12. Jan. 2025 (CET)

== Entwurf (in progress): Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis ==

[[Datei:Erzwungene_Schwingungen.png|mini|221px|Schaltbild zu erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis. Machenregel liefert:
<math>u_e=u_C+R\, i+u_L</math>]]

[[Datei:Stromamplitude Reihenschwingkreis.png|mini|220px|Erzwungene Schwingung im Reihenschaltkreis: [[Amplitudengang]] des Stroms <math>i_0(\omega)</math> für verschiedene Widerstandswerte <math>R</math> .]]

Analog zur Behandlung der freien Schwingungen im realen Schwingkreis ergibt sich für eine Reihenschaltung von Kapazität <math>C</math>, Widerstand <math>R</math> und Induktivität <math>L</math>, an welche eine äußere Spannung <math>u_e(t)</math> einer idealen Wechselspannungsquelle angelegt wird, mit dem Maschensatz folgende Gleichung (Bepfeilung siehe Schaltbild: Ideale Wechselspannungsquelle im [[Erzeugerzählpfeilsystem|EZV]], alle anderen Schaltelemente im [[Verbraucherzählpfeilsystem|VZS]]):

:<math>u_e=u_C+R\cdot i+u_L</math>

Hierbei ist <math>u_C=Q/C</math> und <math>u_L=L\frac{di}{dt}</math>. Einsetzen und Differenzieren nach der Zeit ergibt

:<math>\frac{du_e}{dt}=\frac{i}{C}+R\cdot\frac{di}{dt}+L\cdot\frac{d^2i}{dt^2}</math>
Dies ist eine lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung und lässt sich besonders leicht mit einem komplexen Ansatz lösen. Natürlich muss jede physikalische Lösung reell sein. Aufgrund der Linearität der Gleichung müssen Real- und Imaginärteil einer Lösung jeder für sich die Gleichung lösen. Wiederum aufgrund der Linearität ist jede reelle Linearkombination reeller Lösungen eine physikalische Lösung.

Einsetzen des komplexen Ansatzes (imaginäre Einheit hier: <math> \mathrm{j}</math>)

:<math> u_e(t)=u_0\cdot e^{\mathrm{j}\omega t}</math>, <math>\;</math> <math> i(t)=i_0\cdot e^{\mathrm{j}(\omega t-\varphi)}</math>

in die Differentialgleichung liefert

:<math> \mathrm{j}\,\omega u_e=\bigl(\frac{1}{C}+\mathrm{j}\,\omega R-L\omega^2 \bigr)i</math> <math>\quad\quad(*)</math>

Damit ergibt sich für die [[Elektrische Impedanz|Gesamtimpedanz]]

:<math> Z=\frac{u_e}{i}=\frac{u_0}{i_0}\, e^{\mathrm{j}\varphi}=R+\mathrm{j}\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)</math>

und deren Betrag ([[Scheinwiderstand]]) entsprechend

:<math> |Z|=\frac{u_0}{i_0}=\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}</math> <math>\quad\quad (1)</math>

Die [[Phasenverschiebung]] <math>\varphi </math> erhält man aus

:<math>\tan\varphi=\frac{\mathrm{Im}\, Z}{\mathrm{Re}\, Z}=\frac{\omega L-\frac{1}{\omega C}}{R}</math> <math>\quad\quad (2)</math>

Gibt man beispielsweise als äußere harmonische Erregung <math>\mathrm{Re}\{u_e(t) \}=u_0\cos(\omega t)</math> mit frei wählbarer Amplitude <math>u_0>0</math> und Erreger(kreis)frequenz <math>\omega>0</math> vor, so löst der Strom

:<math>\mathrm{Re}\{i(t) \}=i_0\cos(\omega t-\varphi)</math>

zusammen mit der vorgegebenen Erregung obige Differentialgleichung. Die Parameter <math>i_0</math> und <math>\varphi</math> des Stroms sind hierbei über <math>(1)</math> und <math>(2)</math> eindeutig festgelegt, da <math>R,L,C</math> als Kenngrößen des Schwingkreises sowie Erregeramplitude <math>u_0>0</math> und Erregerfrequenz <math>\omega>0</math> vorgegeben sind. Hervorzuheben ist hierbei die Abhängigkeit der Phasenverschiebung <math>\varphi=\varphi(\omega) </math> sowie der Stromamplitude

:<math> i_0(\omega)=\frac{u_0}{\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}}</math>

von der Erregerfrequenz <math>\omega</math> (s. Abb. rechts). Stimmt die Erregerfrequenz <math>\omega</math> mit der ''Resonanzfrequenz'' <math>\omega_r=1/\sqrt{LC}</math> des Reihenschwingkreises überein, so wird die Stromamplitude <math>i(\omega_r)=u_0/R </math> maximal. Dieser Fall heißt [[Amplitudenresonanz]] und <math>i_r:=u_0/R </math> ''Resonanzamplitude''.

--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:01, 12. Jan. 2025 (CET)

:Ich kann nur wiederholen: Vor über 100 Jahren haben die Elektrotechnik-Ingenieure die [[komplexe Wechselstromrechnung]] (die mit Fourier- und Laplace-Transformation erst mal nichts zu tun hat) erfunden, um keine DGLs mehr aufstellen und lösen zu müssen. Alle Lehrbücher der Elektrotechnik führen diese anfangs ein, um damit später die Wechselstrom-Netzwerke und insbesondere die Resonanzkreise zu beschreiben und zu analysieren. In manchen Fällen (wenn beim Leser keine komplexen Zahlen vorausgesetzt werden können) werden Schwingkreise auch nur mit Hilfe von Zeigerdiagrammen analysiert. Auf alle Fälle ist es didaktisch nicht vernünftig, für den Reihenschwingkreis an dieser Stelle nochmals die DGL aufzustellen und zu lösen, da die gefundene Lösung viel einfacher und plausibler mit der komplexen Wechselstromrechnung gefunden wird: Dazu werden im Schaltbild die Signale (einschließlich Erregung) mit (evtl. unterstrichenen) Großbuchstaben beschriftet (<math>\underline U_e</math>, <math>\underline I</math>), welche die [[Phasor|komplexen Amplituden]] bezeichnen. Die Netzwerkelemente werden direkt mit ihrer (komplexen) Impedanz beschriftet (also <math>R</math>, <math>j\omega L</math> und <math>\frac{1}{j\omega C}</math>). Jetzt ergibt der Maschensatz <math>\underline U_e=\underline I\cdot\left(R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}\right)</math> sofort die Impedanz <math>\underline Z=\frac{\underline U_e}{\underline I}=R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}</math> (übrigens ist dein Maschensatz falsch: <math>\underline L\cdot u_L</math> ist keine Spannung). Diese Impedanz wird nun interpretiert indem man [[Zeigermodell|Zeigerdiagramme]] und die [[Ortskurve (Systemtheorie)|Ortskurve]] zeichnet sowie Betrag und Phase grafisch darstellt. Davon ausgehend werden in der Literatur zwecks Normierung die 45°-Frequenzen, die relative Bandbreite, die [[Resonanz|Resonanzüberhöhung]], die Schwingkreisgüte und die Verstimmung eingeführt. Das kann man alles im unten angeführten Standard-Lehrbuch von [[Klaus Lunze|Lunze]] oder [[Benutzer:Reseka/Literatur#Allgemeine Elektrotechnik|anderen Werken]] nachlesen und muss sich nichts Neues ausdenken. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 18:32, 12. Jan. 2025 (CET)
::Im Maschensatz, klar ein Typo, das <math>L</math> muss einfach weg, hab ich bereits korrigiert - danke für den Hinweis. Die Fourier-Trafo bildet den Diff-Operator <math>\frac{d}{dt}</math> auf <math>\mathrm{j\omega}</math> ab, und entsprechend für die höheren Ableitungen. Die Fourier-Transformierte der obigen DGL ergibt also exakt die algrebraische Gleichung <math>(*)</math>, diese geht nach Division durch <math>\mathrm{j}\omega</math> und Umsortieren über in <math>u_e=\biggl(R+\mathrm{j}\omega L+\frac{1}{\omega C} \biggr)i</math>. Kann ich auch nur nochmal wiederholen. Die Unterstellung, den Zusammenhang gäbe es nicht, ist daher nicht richtig: Die Anwendung der komplexen Wechselstromrechnung (die nur ein Rechentool ist), wird durch die Fourier-Theorie überhaupt erst mathematisch legitimiert (in der kontinuierlichen Version durch die Fourier-Trafo oder elementarer in der diskreten Version durch die Fourier-Reihenentwicklung unter Ausnutzung des Superpositionsprinzips; die diskrete Variante ist übrigens vor der komplexen Wechselstromrechnung von dem Physiker und Mathematiker Fourier bereits 1822 vor Steinmetz 1889 entwickelt worden, also der Ansatz der Physiker).
::Mir geht es hier um etwas ganz anderes: Es wird momentan etwas einseitig der Standpunkt von Elektrotechnikern/Ingenieuren dargestellt (der Physiker würde jetzt eben Physikstandardwerke zitieren wie den Demtröder Band 2, worin konsequent komplexe Fourier-Reihen als Lösungsansatz der DGLs gewählt werden, also so wie hier aufgezeigt; Gerthsen oder Bock machen es über reelle Fourier-Reihen, auch Physikstandardwerke). Schwingkreise gehören aber genauso zum Grundstudium von Physikern und die sind eben an den Schwingungen (Ampitude, Frequenz, Amplitudengang etc.) selbst interessiert und wählen daher diesen Ansatz. Auch für physikalisch interessierte Mathematiker (selbst im 1. Semester) ist der hier dargestellte Ansatz viel elementarer. Man muss nicht erst in die symbolische Methode einführen, um sowohl die aufgestellte Gleichung wie auch die hier abgeleitete Lösung für die erzwungene Schwingung zu verstehen und selbst die ist im Artikel nirgends angegeben. Auch wenn dies der Fall wäre, ziehe ich ''gerade aus der didaktischen Perspektive'' eine einfache Herleitung vor einem mechanischen Anwenden von Rechentools oder der ''bloßen Angabe einer Lösungfunktion'' vor. Ebenfalls ''aus didaktischer Sicht'', ist ''Wiederholung und Konsistenz'' ein Kernelement ''für erfolgreiche Wissenvermittlung'', was ebenfalls dafür spricht (wieder) den DGL-Ansatz zu verfolgen. Ferner mögen Ortsfunktionen für Elektrotechniker/Ingenieure interessant sein, der Amplitudengang ist jedoch eher für den Physiker (und auch Mathematiker interessant), denn er zeigt (siehe Grafik) sehr deutlich wie das System im Resonanzfall (für <math>R\rightarrow 0 </math>) aus den Fugen gerät.
::Jede Sichtweise/Zugang hat seine Berechtigung und diese Darstellung trägt dazu bei, da Sie Aspekte aufzeigt, die in der bisherigen Darstellung fehlen. Darum wiederhole ich meinen Vorschlag, dies wie oben genannt entsprechend einzugliedern. Hast du gute Gründe, die dagegen sprechen, die verschiedenen Interessengruppen anzusprechen und abzuholen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 20:48, 12. Jan. 2025 (CET)

:::Bisher war das ein „Elektrotechnik-Artikel“. Eine diesbezügliche Änderung solltest du mit dem Hauptautor (der nicht ich bin) und den anderen Autoren abstimmen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:31, 13. Jan. 2025 (CET)
::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Deine Aussage unterstreicht, dass die bisherige Darstellung andere Perspektiven vernachlässigt, da stimme ich zu. Insb. tauchen im Abschnitt "[[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis]]" die ''Schwingungen selbst ''überhaupt gar nicht mehr auf, weder Erregerschwingung (ext. Spannung) noch die erregte Schwingung (der Strom) samt Kenngrößen, Phasenwinkel, Amplitude etc. Diesen Mangel behebt der jetzige Entwurf. Die Hauptargumente stehen oben. Daher wiederhole ich meine Vorschlag, den Entwurf an den Anfang des besagten Abschnitts zu stellen.
::::In der Annahme, dass es sich bei @[[Benutzer:Saure|Saure]], um den Hauptautoren handelt: Gibt es konkret Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 16:36, 13. Jan. 2025 (CET)

:Wenn die Zeichenanzahl ein Kennzeichen für den Hauptautor ist, muss ich mich ja wohl einklinken.
:Ich danke [[Benutzer:Reseka|Reseka]] für sein Gegenhalten und stimme ihm voll zu.
:Konkrete Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf kommen von mir nicht, weil ich den Entwurf ohnehin nicht für hilfreich halte. Die Zeichnung des Amplitudengangs ist abzulehnen, weil sie in den Augen eines Physikers fundamental fehlerhaft ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 17:38, 13. Jan. 2025 (CET)
::''"Für nicht hilfreich halten"'' ist eine pauschal wertende Aussage, zudem ohne Angabe von Sachargumenten, insofern ohne Aussagekraft und Gehalt. Meine Argumente für die Eingliederung des Entwurfs sind oben nachzulesen, dabei bitte gesamten Diskussionsverlauf berücksichtigen und konkret darauf eingehen. Ferner: Was ist an dem Amplitudengang fundamental falsch? Behauptung bitte konkret begründen. Danke. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:14, 13. Jan. 2025 (CET)

'''Aktueller Diskussionsstand zum Entwurf:'''
Nachdem ein ''konstruktives Miteinander'' für die Erarbeitung des vorgeschlagenen Entwurfs von obenstehenden Gesprächspartnern abgelehnt und auf meine zuletzt genannten Argumente ''für'' dessen Eingliederung (oben nachzulesen) weder eingegangen noch eine Antwort auf meine Frage erfolgte, warum in einem verschiedene Interessengruppen berührenden Artikel, diese nicht angesprochen und abgeholt werden sollten, bleiben von denselben Gesprächspartnern unbeantwortet. Statt von "''Miteinander''" ist zuletzt gar von "''Gegenhalten''" die Rede und es folgen pauschal wertende Ablehnung ohne Sachargumente und Aussagekraft.

Dass ''Wiederholung'' gerade ''didaktisch sinnvoll'' und nicht ''"unvernünftig"'' ist, wurde bereits oben von mir angeführt, die ''Unentbehrlichkeit'' von Differentiagl. bei der gründlichen Diskussion von Schwingungen wird im unten stehenden Abschnitt "Effektivwert" unabhängig bestätigt. Aufgrund dieser Sachlage wird der Entwurf nun in den Artikelraum übertragen. Angesichts bisherigen Gesprächsverlaufs wäre eine Löschung des Entwurfs im Artikel billigerweise als Willkür und Boykott zu werten (ähnlich bereits zuvor erfolgter Löschungen mit unfundierten Begründungen "... ''sehe ICH nicht als Verbesserung an.''", falls nötig können weitere willkürliche Löschungen mit Zeitstempel angeführt werden.) {{unsigniert|Jackwelsh007|01:05, 15. Jan. 2025 (CET)}} (Nachtrag Signatur) [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:36, 15. Jan. 2025 (CET)

==Effektivwert==
In der Gleichung
:<math>{\displaystyle X_{C}={\frac {U}{I_{C}}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}=-{\frac {1}{\omega C}}\ }</math>
hat der Quotient zweier (stets positiver) Effektivwerte einen negativen Wert. Das sollte korrigiert werden.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:54, 13. Jan. 2025 (CET)

:Die Vorzeicheninkonsistenz ist ein guter Hinweis. Auch die Begründung "''Das negative Vorzeichen steht für die entgegengesetzte Richtung des Strompfeiles.''" ist erläuterungsbedürftig: 1. Was ist mit ''Strompfeil'' gemeint (ein Bezugspfeil oder ein Zeiger eines komplexen Effektivwerts)? 2. ''entgegengesetzt'' wozu? Eine Präzisierung der Fachsprache wäre hier gut und sie hat Auswirkungen auf die Richtigkeit der Aussage. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:23, 14. Jan. 2025 (CET)

::Ich habe den Fehler korrigiert und Text sowie Gleichungen an die Definitionen im Bild angepasst, um Missdeutungen zu vermeiden. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:19, 14. Jan. 2025 (CET)

::::Zwar formal berichtigt, die Ergänzung des Vorzeichens in <math>X_C=-\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_C|}</math> gegenüber <math>X_L=\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_L|}</math> kann auf unbeschlagene Leser jedoch willkürlich wirken. Dies lässt sich durch folgende konsistente und daher didaktisch sinnvollere Darstellung vermeiden und sollte daher angepasst werden:
:::: <math>X_L=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_L}=\omega L</math> <math>\quad</math> und <math>\quad</math> <math>X_C=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_C}=-\frac{1}{\omega C}</math>
:::--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:07, 14. Jan. 2025 (CET)

:::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]]: Die Gleichungen stimmen jetzt, aber ist diese Variante der Korrektur optimal? Ich habe zunächst gedacht, dass der Artikel die komplexe Rechnung vermeiden will, um die Leser mathematisch nicht zu überfordern. Das ist kaum durchzuhalten. Differentialgleichungen sind m. E. nicht Oma-tauglich, aber hier unentbehrlich. Und Elemente der komplexen Rechnung tauchen (aus gutem Grund) auch jetzt schon in mehreren Abbildungen auf und aktuell auch in der besprochenen Änderung. Liegt es da nicht nahe, auch die (sehr einfachen) Spannungsgleichungen von Spule und Kondensator (im VZS) komplex anzuschreiben und dann die einheitliche Definition der beiden Reaktanzen (der Name fehlt noch) gemäß <math>X=\operatorname{Im}{\frac{\underline{U}}{\underline{I}}} </math> zu verwenden? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:39, 14. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:50, 14. Jan. 2025 (CET)

::::@[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] Das stimmt auch. Findest du das Nehmen des Imaginäteils einer imaginären Zahl durch Multiplikation mit -j vorteilhaft gegenüber der expliziten Imag-Funktion? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:01, 14. Jan. 2025 (CET)

:::::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Hab mal die Chronologie anhand der Zeitstempel wiederhergestellt (einfach damit's passt). Zur Frage: Beide Darstellungen sind gebräuchlich, reine Präferenzsache und diesbezüglich bin ich leidenschaftlos, da beide Darstellungen gleichermaßen konsistent und daher didaktisch der bisherigen vorzuziehen sind. Meinethalben gern den Projektor <math>\mathrm{Im}</math>.
::: Erledigt. Da ich eh gerade dabei war die Notation zu harmonisieren und Äquivalenzumformungen zu verschlanken, habe ich den Vorschlag (Im-Operator) gleich mit umgesetzt. {{unsigniert|Jackwelsh007|03:21, 15. Jan. 2025 (CET)}} (Nachtrag Signatur: [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 03:31, 15. Jan. 2025 (CET))
::::Vielleicht gefällt dir die folgende Hinzufügung der Spannungsgleichungen? Leser mit geringeren Kenntnissen der komplexen Rechnung können die eventuell intuitiv verstehen und dann auch die darauf beruhenden Blindwiderstandsgleichungen:
::::Die Ströme werden durch den kapazitiven und induktiven Wechselstrom- oder [[Blindwiderstand]] begrenzt. Für eine Spule mit der Induktivität ''L'' und ihrer Strom-Spannungsgleichung
:::::<math>\underline U=\mathrm{j}\omega L\,{\underline I_L}</math>
::::gilt bei der Frequenz <math>f</math> bzw. der [[Kreisfrequenz]] <math>\omega =2\pi f</math>
:::::<math>X_L =\mathrm{Im}\,\frac{\underline U}{\underline I_L} =\omega L = 2\pi fL \ ,</math>
::::entsprechend für einen Kondensator mit
:::::<math>\underline I=\mathrm{j}\omega C\,{\underline U_C}</math>
::::und der Kapazität ''C'':
:::::<math>X_C =\mathrm{Im}\,\frac{\underline U}{\underline I_C} = -\frac 1{\omega C}= -\frac 1{2\pi fC} \ .</math>
::::Das negative Vorzeichen ... --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:49, 15. Jan. 2025 (CET)

Diskussion:Schwingkreis

2025-01-14T22:01:23Z

Modalanalytiker: /* Effektivwert */ Antwort

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== Eigenfrequenz beim Reihenschwingkreis ==

'''Begriffserleuterung für folgende Diskussion:'''

Resonanzfrequenz = Resonanzfrequenz eines ungedämpften Schwingkreises

Eigenfrequenz = Frequenz, bei dem das System frei (eigenständig) schwingen wird, relevant bei gedämpften Systemen

'''Einleitung'''

Ich stecke nicht so tief in der Materie, habe aber gerade ein komplexes System, bestehend aus mehreren Reihen- und Parallel-Schwingkreisen.
Mir ist aufgefallen, dass es nicht ganz auf Resonanzfrequenz schwingt, und so bin ich auf diese Seite gekommen.

In dem Artikel bin ich dann unter "Realer Schwingkreis" auf die Formel für die Eigenkreisfrequenz gestoßen, und damit konnte ich die Beobachtung an meinem komplexen System exakt bestätigen und berechnen.
Daraufhin habe ich mir den ganzen Arikel durchgelesen, und bin unter "Realer Reihenschwingkreis" - Punkt 3 über die Aussage gestolpert, dass sich beim gedämpften Reihenschwingkreis die Resonanzfrequenz nicht ändert. Verstehen tue ich darunter, dass die Eigenfrequenz der Resonanzfrequenz entspricht, denn die Resonanzfrequenz selbst, verändert sich nach meinem Verständnis in keinem Fall.

Dies hat mich aber sehr stutzig gemacht, da es sich bei meinem komplexen System, bei dem die Schwingung exakt der Formel der Eigenfrequenz, nicht aber der Resonanzfrequenz folgt, im untersuchten Frequenzbereich dominierend um einen Reihenschwingkreis handelt.
Daher habe ich eine Simulation aufgesetzt, in der ich den hier vorgestellten Reihen- und Parallelschwingkreis (Werte übernommen) untersucht, und untereinander, sowie mit einem ungedämpften Reihenschwingkreis (R=0, alle anderen Werte gleich) verglichen habe.
Dabei ist rausgekommen, dass sich der Reihenschwingkreis gleich zum Parallelschwingkreis verhält, die Eigenfrequenz ist bei beiden in gleicher Höhe niedriger als die Resonanzfrequenz.

'''Diskussion'''

Auf Grund der Simulationsergebnisse müsste ich also der Aussage unter Punkt 3 im Abschnitt "Realer Schwingkreis": "''Die Resonanzfrequenz ist dieselbe wie für den idealen Schwingkreis.''" wiedersprechen.
Wie aber inzwischen vermutlich schon deutlich geworden ist, könnte es auch sein, dass ich etwas missverstanden habe. In diesem Fall, möchte ich wiederum auf die Inkonsistenz in der Begriffswahl hindeuten:
Denn beim Absatz "Realer Schwingkreis" wird von "Eigenkreisfrequenz" (also nach meinem Verständnis von Eigenfrequenz*2*pi) gesprochen, unter Absatz "Realer Parallelschwingkreis" von "tatsächliche Resonanzfrequenz fr", und unter Absatz "Realer Reihenschwingkreis" von "Resonanzfrequenz".

'''Simulation'''

Wie oben beschrieben, habe ich die Werte aus diesem Artikel genommen, und damit einen Reihen- und einen Parallelschwingkreis simuliert. Zusätzlich habe ich einen ungdämpften Reihenschwingkreis simuliert.

Eigentlich hatte ich vor, hier ein Bild von der Simulation und den Ergebnissen hochzuladen, allerdings bekam ich immer das Problem: "We could not determine..."

Bei den Schwingkreisen habe ich als Startbedingung eine Kondensatorspannung von 1V angegeben, der Strom ist Null.
Ich habe mir die Schwingung des Stromes in der Induktivität im Zeitbereich angeschaut und verglichen. Die Periodendauer der Eigenschwingung (Eigenschwingung = Eigenfrequenz im Zeitbereich) war beim gedämpften Reihenschwingkreis exakt gleich, wie beim gedämpften Parallelschwingkreis. Sie war außerdem größer als die Periodendauer des ungedämpften Reihenschwingkreises. Somit wurde die Phasenverschiebung zwischen ungedämpfter und gedämpfter Schwingung mit jeder Periode größer.

Neben dem Strom in der Induktivität, habe ich mir auch die Spannung der Kapazität im Zeitbereich angeschaut. Hier konnte man grundsätzlich das gleich beobachten, nämlich, dass die Phasenverschiebung zwischen gedämpfter und ungedämpfter Schwingung mit jeder Periode zunahm. Allerdings kam es am Anfang zu einer Art Offset der Phasenverschiebung: einer der gedämpften Schwingungen war zunächst der ungdämpften Schwingung voreilend, die andere, gedämpfte Schwingung war von Beginn an nacheilend. Durch die ständige Aufsummierung der längeren Periodendauer der gedämpften Schwingung, waren am Ende (ich glaube schon nach der ersten Periode) beide gedämpfte Schwingungen der ungedämpften nacheilennd. Ich vermute, dies kommt von der Anfangsbedingung, dass der Strom gleich Null ist. Da im gedämpften System "Strom und Kondensatorspannung .... nicht genau gegeneinander 90° in der Phase verschoben" sind.
Somit müsste der Strom zu Beginn schon einen bestimmten Wert (ungleich Null) haben, wenn man sofort ein eingeschwungenes System haben will. Das habe ich aber vernachlässigt. {{unsigniert|Jörg Bowa|21:52, 29. Jan. 2020 (CET)}}

:Grundsätzlich muss man zwischen freien und erzwungenen Schwingungen unterscheiden: (1) [[Schwingkreis#Freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis|Freie Schwingungen]] werden nur in den ersten beiden Abschnitten behandelt. Wie dort gezeigt ist, definiert man formal die (ideale) Resonanzfrequenz <math>\omega_0</math> (in der Literatur auch als Kennfrequenz bezeichnet) und erhält als Frequenz der Eigenschwingungen die etwas niedrigere Eigenfrequenz <math>\omega_e</math>. (2) In den folgenden Abschnitten geht es um ''erzwungene Schwingungen''. Hier definiert man die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> so, dass dabei der Blindwiderstand bzw. der Blindleitwert gleich 0 ist. Bei der reinen Parallel- oder Reihenschaltung von RLC ist diese Resonanzfrequenz tatsächlich von der Dämpfung unabhängig <math>\omega_r=\omega_0</math> (womit die [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|dort vorhandene Aussage]] richtig ist). Ganz anders beim sogenannten „[[Schwingkreis#Realer Parallelschwingkreis|realen Parallelschwingkreis]]“: Hier weicht die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> von <math>\omega_0</math> ab und es gibt eine weitere (leicht abweichende) Frequenz <math>\omega_{max}</math>. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:09, 3. Feb. 2020 (CET)

== Zustandekommen von freien Schwingungen im idealen Schwingkreis ==

Der letzte Einschub „Die nachfolgende Beschreibung gilt für einen stationären Vorgang, nachdem Einschaltvorgänge abgeklungen sind.“ kann aber für Verwirrung sorgen: (1) Beim ''idealen'' Schwingkreis klingt der ''Einschaltvorgang'' nicht ab, sondern nur er ist bei freien Schwingungen relevant. (2) Vom ''stationären Vorgang'' spricht man nur bei erzwungenen Schwingungen, die erst weiter unten folgen. Dort würde ich übrigens empfehlen, die Abschnitte „Parallelschwingkreis“ und „Reihenschwingkreis“ in „Erzwungene Schwingungen im Parallelschwingkreis“ bzw. „Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis“ umzubenennen, um den Unterschied zwischen freien und erzwungenen Schwingungen deutlich zu machen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:31, 3. Feb. 2020 (CET)

:{{Antwort|Reseka}} Danke für dein aufmerksames Gegenlesen. Der von mir eingeschobene Satz ist an der Stelle Unsinn. Es gibt nur einen Anfangszustand, ab dem Energie vorhanden ist, aber keinen Einschaltvorgang, zu dem Anschlussklemmen nötig wären. Wenn ich die Lösung der DGL richtg verstehe, startet die ungedämpfte Schwingung unmittelbar sinusförmig. Einen Einschaltvorgang gibt es nur, wenn eine Fremdschwingung aufgezwungen wird. Ich werde entsprechend ändern. Bitte weiter reagieren, wenn ich es immer noch nicht richtig gemacht habe. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:56, 5. Feb. 2020 (CET)

== Vorzeichen bei Lsg DGL idealer Schwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Stimmt, danke für den Hinweis, Annahme überlesen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 11:43, 10. Jan. 2025 (CET)

== Schaltgrafik freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich wollte ohnehin nochmal die Pfeile durch geradlinige farbige ersetzen (Norm) und damit alle Bilder einheitlich wirken. Hatte ich deinen Vorschlag dazu richtig verstanden, dass du es vorziehen würdest den Spulenspannungspfeil umzudrehen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 12:41, 11. Jan. 2025 (CET)

:Ich denke, man sollte die Richtungen so lassen. Dann kann man daraus auch leicht einen „fremderregten“ realen Reihenschwingkreis machen. Vielleicht kannst du den Kondensator „nach unten“ verlagern, dann wäre „links“ Platz für eine erregende Quelle. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:30, 11. Jan. 2025 (CET)

::Seh ich auch so, sonst hätte man die Annahme zur Bepfeilung im Text ändern müssen und im Bild wäre ein Minuszeichen aufgetaucht. So bleibt es minimalistisch. Platz für einen externen Erreger klingt sinnvoll, dies aufgreifend, würde es sich anbieten auch den "allgemeinen Fall" mathematisch im Artikel zu behandeln. Hast du Lust den fehlenden Baustein (hier auf der Diskseite) aufzusetzen? An Details könnte man gemeinsam feilen. [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:53, 11. Jan. 2025 (CET)

:::Den Abschnitt [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|Realer Reihenschwingkreis]] gibt es ja schon, wenn auch mit „schwachem Text“ und „gedrungener“ Bebilderung. Aber ''freie'' und ''erzwungene'' Schwingungen sollte man in diesem Artikel nicht „mischen“. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:52, 11. Jan. 2025 (CET)
::::Mischen war auch nicht meine Intention, dass hast du vermutlich missverstanden. Mir geht es um die mathematische Behandlung des Reihenschwingkreis mit ex. Erreger in Form einer DGL. Dies kann man hier aufsetzen. In welchen Abschnitt das eingebaut wird, ist eine gänzlich andere Frage und muss hier nicht sofort entschieden werden, am besten vermutlich ein Unterabschnitt von [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erwz. Schw. im RSK]]. Möchtest du einen Entwurf hierzu aufsetzen, sonst kann ich das gern machen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 21:31, 11. Jan. 2025 (CET)

:::::Erzwungene Schwingungen in Resonanzkreisen werden nicht mit DGLs, sondern mit Hilfe der [[Komplexe Wechselstromrechnung|komplexen Wechselstromrechnung]] behandelt. Dazu nimmt man nur die (komplexe) Impedanz des Reihenschwingkreises her und stellt deren Ortskurve bzw. den Frequenzgang von deren Betrag und Phase dar und interpretiert das Ganze. Und das wurde hier ja schon (vielleicht etwas ungünstig) getan. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:53, 11. Jan. 2025 (CET)
::::::Mit absoluten Wahrheiten bin ich persönlich immer vorsichtig, es gibt stets mehrere Ansätze zur Problemlösung. Konsistenz vor persönlicher Präferenz ist hier ein guter Leitsatz. Konsistent wäre eine Behandlung analog zu den freien Schwingungen vermöge einer DGL. Komplexe Wechselstromrechnung ist letztlich nur eine Algebraisierung der DGL mithilfe von LP-Trafo bzw. Fourier-Trafo. Ich stelle nun meinen Ansatz vor, dann können wir konkret darüber sprechen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:53, 11. Jan. 2025 (CET)
:::::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Hier wie angekündigt der Entwurf als Diskussionsgrundlage. Die Gleichung ergibt sich sehr anschaulich unmittelbar aus der Maschenregel (siehe Schaltbild unten) und die Lösung der DGL ist elementar. Mein Vorschlag wäre, dies an den Anfang direkt im Abschnitt [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis]] einzugliedern, nachdem wir eine finale Version erarbeitet haben. 1. Hast du Ergänzungs- oder Verbesserungsvorschläge hierzu? 2. Siehst du eine anderen Abschnitt zur Eingliederung als geeigneter an? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:13, 12. Jan. 2025 (CET)

== Entwurf (in progress): Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis ==

[[Datei:Erzwungene_Schwingungen.png|mini|221px|Schaltbild zu erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis. Machenregel liefert:
<math>u_e=u_C+R\, i+u_L</math>]]

[[Datei:Stromamplitude Reihenschwingkreis.png|mini|220px|Erzwungene Schwingung im Reihenschaltkreis: [[Amplitudengang]] des Stroms <math>i_0(\omega)</math> für verschiedene Widerstandswerte <math>R</math> .]]

Analog zur Behandlung der freien Schwingungen im realen Schwingkreis ergibt sich für eine Reihenschaltung von Kapazität <math>C</math>, Widerstand <math>R</math> und Induktivität <math>L</math>, an welche eine äußere Spannung <math>u_e(t)</math> einer idealen Wechselspannungsquelle angelegt wird, mit dem Maschensatz folgende Gleichung (Bepfeilung siehe Schaltbild: Ideale Wechselspannungsquelle im [[Erzeugerzählpfeilsystem|EZV]], alle anderen Schaltelemente im [[Verbraucherzählpfeilsystem|VZS]]):

:<math>u_e=u_C+R\cdot i+u_L</math>

Hierbei ist <math>u_C=Q/C</math> und <math>u_L=L\frac{di}{dt}</math>. Einsetzen und Differenzieren nach der Zeit ergibt

:<math>\frac{du_e}{dt}=\frac{i}{C}+R\cdot\frac{di}{dt}+L\cdot\frac{d^2i}{dt^2}</math>
Dies ist eine lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung und lässt sich besonders leicht mit einem komplexen Ansatz lösen. Natürlich muss jede physikalische Lösung reell sein. Aufgrund der Linearität der Gleichung müssen Real- und Imaginärteil einer Lösung jeder für sich die Gleichung lösen. Wiederum aufgrund der Linearität ist jede reelle Linearkombination reeller Lösungen eine physikalische Lösung.

Einsetzen des komplexen Ansatzes (imaginäre Einheit hier: <math> \mathrm{j}</math>)

:<math> u_e(t)=u_0\cdot e^{\mathrm{j}\omega t}</math>, <math>\;</math> <math> i(t)=i_0\cdot e^{\mathrm{j}(\omega t-\varphi)}</math>

in die Differentialgleichung liefert

:<math> \mathrm{j}\,\omega u_e=\bigl(\frac{1}{C}+\mathrm{j}\,\omega R-L\omega^2 \bigr)i</math> <math>\quad\quad(*)</math>

Damit ergibt sich für die [[Elektrische Impedanz|Gesamtimpedanz]]

:<math> Z=\frac{u_e}{i}=\frac{u_0}{i_0}\, e^{\mathrm{j}\varphi}=R+\mathrm{j}\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)</math>

und deren Betrag ([[Scheinwiderstand]]) entsprechend

:<math> |Z|=\frac{u_0}{i_0}=\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}</math> <math>\quad\quad (1)</math>

Die [[Phasenverschiebung]] <math>\varphi </math> erhält man aus

:<math>\tan\varphi=\frac{\mathrm{Im}\, Z}{\mathrm{Re}\, Z}=\frac{\omega L-\frac{1}{\omega C}}{R}</math> <math>\quad\quad (2)</math>

Gibt man beispielsweise als äußere harmonische Erregung <math>\mathrm{Re}\{u_e(t) \}=u_0\cos(\omega t)</math> mit frei wählbarer Amplitude <math>u_0>0</math> und Erreger(kreis)frequenz <math>\omega>0</math> vor, so löst der Strom

:<math>\mathrm{Re}\{i(t) \}=i_0\cos(\omega t-\varphi)</math>

zusammen mit der vorgegebenen Erregung obige Differentialgleichung. Die Parameter <math>i_0</math> und <math>\varphi</math> des Stroms sind hierbei über <math>(1)</math> und <math>(2)</math> eindeutig festgelegt, da <math>R,L,C</math> als Kenngrößen des Schwingkreises sowie Erregeramplitude <math>u_0>0</math> und Erregerfrequenz <math>\omega>0</math> vorgegeben sind. Hervorzuheben ist hierbei die Abhängigkeit der Phasenverschiebung <math>\varphi=\varphi(\omega) </math> sowie der Stromamplitude

:<math> i_0(\omega)=\frac{u_0}{\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}}</math>

von der Erregerfrequenz <math>\omega</math> (s. Abb. rechts). Stimmt die Erregerfrequenz <math>\omega</math> mit der ''Resonanzfrequenz'' <math>\omega_r=1/\sqrt{LC}</math> des Reihenschwingkreises überein, so wird die Stromamplitude <math>i(\omega_r)=u_0/R </math> maximal. Dieser Fall heißt [[Amplitudenresonanz]] und <math>i_r:=u_0/R </math> ''Resonanzamplitude''.

--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:01, 12. Jan. 2025 (CET)

:Ich kann nur wiederholen: Vor über 100 Jahren haben die Elektrotechnik-Ingenieure die [[komplexe Wechselstromrechnung]] (die mit Fourier- und Laplace-Transformation erst mal nichts zu tun hat) erfunden, um keine DGLs mehr aufstellen und lösen zu müssen. Alle Lehrbücher der Elektrotechnik führen diese anfangs ein, um damit später die Wechselstrom-Netzwerke und insbesondere die Resonanzkreise zu beschreiben und zu analysieren. In manchen Fällen (wenn beim Leser keine komplexen Zahlen vorausgesetzt werden können) werden Schwingkreise auch nur mit Hilfe von Zeigerdiagrammen analysiert. Auf alle Fälle ist es didaktisch nicht vernünftig, für den Reihenschwingkreis an dieser Stelle nochmals die DGL aufzustellen und zu lösen, da die gefundene Lösung viel einfacher und plausibler mit der komplexen Wechselstromrechnung gefunden wird: Dazu werden im Schaltbild die Signale (einschließlich Erregung) mit (evtl. unterstrichenen) Großbuchstaben beschriftet (<math>\underline U_e</math>, <math>\underline I</math>), welche die [[Phasor|komplexen Amplituden]] bezeichnen. Die Netzwerkelemente werden direkt mit ihrer (komplexen) Impedanz beschriftet (also <math>R</math>, <math>j\omega L</math> und <math>\frac{1}{j\omega C}</math>). Jetzt ergibt der Maschensatz <math>\underline U_e=\underline I\cdot\left(R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}\right)</math> sofort die Impedanz <math>\underline Z=\frac{\underline U_e}{\underline I}=R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}</math> (übrigens ist dein Maschensatz falsch: <math>\underline L\cdot u_L</math> ist keine Spannung). Diese Impedanz wird nun interpretiert indem man [[Zeigermodell|Zeigerdiagramme]] und die [[Ortskurve (Systemtheorie)|Ortskurve]] zeichnet sowie Betrag und Phase grafisch darstellt. Davon ausgehend werden in der Literatur zwecks Normierung die 45°-Frequenzen, die relative Bandbreite, die [[Resonanz|Resonanzüberhöhung]], die Schwingkreisgüte und die Verstimmung eingeführt. Das kann man alles im unten angeführten Standard-Lehrbuch von [[Klaus Lunze|Lunze]] oder [[Benutzer:Reseka/Literatur#Allgemeine Elektrotechnik|anderen Werken]] nachlesen und muss sich nichts Neues ausdenken. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 18:32, 12. Jan. 2025 (CET)
::Im Maschensatz, klar ein Typo, das <math>L</math> muss einfach weg, hab ich bereits korrigiert - danke für den Hinweis. Die Fourier-Trafo bildet den Diff-Operator <math>\frac{d}{dt}</math> auf <math>\mathrm{j\omega}</math> ab, und entsprechend für die höheren Ableitungen. Die Fourier-Transformierte der obigen DGL ergibt also exakt die algrebraische Gleichung <math>(*)</math>, diese geht nach Division durch <math>\mathrm{j}\omega</math> und Umsortieren über in <math>u_e=\biggl(R+\mathrm{j}\omega L+\frac{1}{\omega C} \biggr)i</math>. Kann ich auch nur nochmal wiederholen. Die Unterstellung, den Zusammenhang gäbe es nicht, ist daher nicht richtig: Die Anwendung der komplexen Wechselstromrechnung (die nur ein Rechentool ist), wird durch die Fourier-Theorie überhaupt erst mathematisch legitimiert (in der kontinuierlichen Version durch die Fourier-Trafo oder elementarer in der diskreten Version durch die Fourier-Reihenentwicklung unter Ausnutzung des Superpositionsprinzips; die diskrete Variante ist übrigens vor der komplexen Wechselstromrechnung von dem Physiker und Mathematiker Fourier bereits 1822 vor Steinmetz 1889 entwickelt worden, also der Ansatz der Physiker).
::Mir geht es hier um etwas ganz anderes: Es wird momentan etwas einseitig der Standpunkt von Elektrotechnikern/Ingenieuren dargestellt (der Physiker würde jetzt eben Physikstandardwerke zitieren wie den Demtröder Band 2, worin konsequent komplexe Fourier-Reihen als Lösungsansatz der DGLs gewählt werden, also so wie hier aufgezeigt; Gerthsen oder Bock machen es über reelle Fourier-Reihen, auch Physikstandardwerke). Schwingkreise gehören aber genauso zum Grundstudium von Physikern und die sind eben an den Schwingungen (Ampitude, Frequenz, Amplitudengang etc.) selbst interessiert und wählen daher diesen Ansatz. Auch für physikalisch interessierte Mathematiker (selbst im 1. Semester) ist der hier dargestellte Ansatz viel elementarer. Man muss nicht erst in die symbolische Methode einführen, um sowohl die aufgestellte Gleichung wie auch die hier abgeleitete Lösung für die erzwungene Schwingung zu verstehen und selbst die ist im Artikel nirgends angegeben. Auch wenn dies der Fall wäre, ziehe ich ''gerade aus der didaktischen Perspektive'' eine einfache Herleitung vor einem mechanischen Anwenden von Rechentools oder der ''bloßen Angabe einer Lösungfunktion'' vor. Ebenfalls ''aus didaktischer Sicht'', ist ''Wiederholung und Konsistenz'' ein Kernelement ''für erfolgreiche Wissenvermittlung'', was ebenfalls dafür spricht (wieder) den DGL-Ansatz zu verfolgen. Ferner mögen Ortsfunktionen für Elektrotechniker/Ingenieure interessant sein, der Amplitudengang ist jedoch eher für den Physiker (und auch Mathematiker interessant), denn er zeigt (siehe Grafik) sehr deutlich wie das System im Resonanzfall (für <math>R\rightarrow 0 </math>) aus den Fugen gerät.
::Jede Sichtweise/Zugang hat seine Berechtigung und diese Darstellung trägt dazu bei, da Sie Aspekte aufzeigt, die in der bisherigen Darstellung fehlen. Darum wiederhole ich meinen Vorschlag, dies wie oben genannt entsprechend einzugliedern. Hast du gute Gründe, die dagegen sprechen, die verschiedenen Interessengruppen anzusprechen und abzuholen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 20:48, 12. Jan. 2025 (CET)

:::Bisher war das ein „Elektrotechnik-Artikel“. Eine diesbezügliche Änderung solltest du mit dem Hauptautor (der nicht ich bin) und den anderen Autoren abstimmen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:31, 13. Jan. 2025 (CET)
::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Deine Aussage unterstreicht, dass die bisherige Darstellung andere Perspektiven vernachlässigt, da stimme ich zu. Insb. tauchen im Abschnitt "[[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis]]" die ''Schwingungen selbst ''überhaupt gar nicht mehr auf, weder Erregerschwingung (ext. Spannung) noch die erregte Schwingung (der Strom) samt Kenngrößen, Phasenwinkel, Amplitude etc. Diesen Mangel behebt der jetzige Entwurf. Die Hauptargumente stehen oben. Daher wiederhole ich meine Vorschlag, den Entwurf an den Anfang des besagten Abschnitts zu stellen.
::::In der Annahme, dass es sich bei @[[Benutzer:Saure|Saure]], um den Hauptautoren handelt: Gibt es konkret Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 16:36, 13. Jan. 2025 (CET)

:Wenn die Zeichenanzahl ein Kennzeichen für den Hauptautor ist, muss ich mich ja wohl einklinken.
:Ich danke [[Benutzer:Reseka|Reseka]] für sein Gegenhalten und stimme ihm voll zu.
:Konkrete Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf kommen von mir nicht, weil ich den Entwurf ohnehin nicht für hilfreich halte. Die Zeichnung des Amplitudengangs ist abzulehnen, weil sie in den Augen eines Physikers fundamental fehlerhaft ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 17:38, 13. Jan. 2025 (CET)
::''"Für nicht hilfreich halten"'' ist eine pauschal wertende Aussage, zudem ohne Angabe von Sachargumenten, insofern ohne Aussagekraft und Gehalt. Meine Argumente für die Eingliederung des Entwurfs sind oben nachzulesen, dabei bitte gesamten Diskussionsverlauf berücksichtigen und konkret darauf eingehen. Ferner: Was ist an dem Amplitudengang fundamental falsch? Behauptung bitte konkret begründen. Danke. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:14, 13. Jan. 2025 (CET)

==Effektivwert==
In der Gleichung
:<math>{\displaystyle X_{C}={\frac {U}{I_{C}}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}=-{\frac {1}{\omega C}}\ }</math>
hat der Quotient zweier (stets positiver) Effektivwerte einen negativen Wert. Das sollte korrigiert werden.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:54, 13. Jan. 2025 (CET)

:Die Vorzeicheninkonsistenz ist ein guter Hinweis. Auch die Begründung "''Das negative Vorzeichen steht für die entgegengesetzte Richtung des Strompfeiles.''" ist erläuterungsbedürftig: 1. Was ist mit ''Strompfeil'' gemeint (ein Bezugspfeil oder ein Zeiger eines komplexen Effektivwerts)? 2. ''entgegengesetzt'' wozu? Eine Präzisierung der Fachsprache wäre hier gut und sie hat Auswirkungen auf die Richtigkeit der Aussage. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:23, 14. Jan. 2025 (CET)

::Ich habe den Fehler korrigiert und Text sowie Gleichungen an die Definitionen im Bild angepasst, um Missdeutungen zu vermeiden. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:19, 14. Jan. 2025 (CET)

:::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]]: Die Gleichungen stimmen jetzt, aber ist diese Variante der Korrektur optimal? Ich habe zunächst gedacht, dass der Artikel die komplexe Rechnung vermeiden will, um die Leser mathematisch nicht zu überfordern. Das ist kaum durchzuhalten. Differentialgleichungen sind m. E. nicht Oma-tauglich, aber hier unentbehrlich. Und Elemente der komplexen Rechnung tauchen (aus gutem Grund) auch jetzt schon in mehreren Abbildungen auf und aktuell auch in der besprochenen Änderung. Liegt es da nicht nahe, auch die (sehr einfachen) Spannungsgleichungen von Spule und Kondensator (im VZS) komplex anzuschreiben und dann die einheitliche Definition der beiden Reaktanzen (der Name fehlt noch) gemäß <math>X=\operatorname{Im}{\frac{\underline{U}}{\underline{I}}} </math> zu verwenden? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:39, 14. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:50, 14. Jan. 2025 (CET)

::::Zwar formal berichtigt, die Ergänzung des Vorzeichens in <math>X_C=-\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_C|}</math> gegenüber <math>X_L=\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_L|}</math> kann auf unbeschlagene Leser jedoch willkürlich wirken. Dies lässt sich durch folgende konsistente und daher didaktisch sinnvollere Darstellung vermeiden und sollte daher angepasst werden:
:::: <math>X_L=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_L}=\omega L</math> <math>\quad</math> und <math>\quad</math> <math>X_C=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_C}=-\frac{1}{\omega C}</math>
:::--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:07, 14. Jan. 2025 (CET)
::::@[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] Das stimmt auch. Findest du das Nehmen des Imaginäteils einer imaginären Zahl durch Multiplikation mit -j vorteilhaft gegenüber der expliziten Imag-Funktion? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:01, 14. Jan. 2025 (CET)

Diskussion:Schwingkreis

2025-01-14T21:50:12Z

Modalanalytiker:

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== Eigenfrequenz beim Reihenschwingkreis ==

'''Begriffserleuterung für folgende Diskussion:'''

Resonanzfrequenz = Resonanzfrequenz eines ungedämpften Schwingkreises

Eigenfrequenz = Frequenz, bei dem das System frei (eigenständig) schwingen wird, relevant bei gedämpften Systemen

'''Einleitung'''

Ich stecke nicht so tief in der Materie, habe aber gerade ein komplexes System, bestehend aus mehreren Reihen- und Parallel-Schwingkreisen.
Mir ist aufgefallen, dass es nicht ganz auf Resonanzfrequenz schwingt, und so bin ich auf diese Seite gekommen.

In dem Artikel bin ich dann unter "Realer Schwingkreis" auf die Formel für die Eigenkreisfrequenz gestoßen, und damit konnte ich die Beobachtung an meinem komplexen System exakt bestätigen und berechnen.
Daraufhin habe ich mir den ganzen Arikel durchgelesen, und bin unter "Realer Reihenschwingkreis" - Punkt 3 über die Aussage gestolpert, dass sich beim gedämpften Reihenschwingkreis die Resonanzfrequenz nicht ändert. Verstehen tue ich darunter, dass die Eigenfrequenz der Resonanzfrequenz entspricht, denn die Resonanzfrequenz selbst, verändert sich nach meinem Verständnis in keinem Fall.

Dies hat mich aber sehr stutzig gemacht, da es sich bei meinem komplexen System, bei dem die Schwingung exakt der Formel der Eigenfrequenz, nicht aber der Resonanzfrequenz folgt, im untersuchten Frequenzbereich dominierend um einen Reihenschwingkreis handelt.
Daher habe ich eine Simulation aufgesetzt, in der ich den hier vorgestellten Reihen- und Parallelschwingkreis (Werte übernommen) untersucht, und untereinander, sowie mit einem ungedämpften Reihenschwingkreis (R=0, alle anderen Werte gleich) verglichen habe.
Dabei ist rausgekommen, dass sich der Reihenschwingkreis gleich zum Parallelschwingkreis verhält, die Eigenfrequenz ist bei beiden in gleicher Höhe niedriger als die Resonanzfrequenz.

'''Diskussion'''

Auf Grund der Simulationsergebnisse müsste ich also der Aussage unter Punkt 3 im Abschnitt "Realer Schwingkreis": "''Die Resonanzfrequenz ist dieselbe wie für den idealen Schwingkreis.''" wiedersprechen.
Wie aber inzwischen vermutlich schon deutlich geworden ist, könnte es auch sein, dass ich etwas missverstanden habe. In diesem Fall, möchte ich wiederum auf die Inkonsistenz in der Begriffswahl hindeuten:
Denn beim Absatz "Realer Schwingkreis" wird von "Eigenkreisfrequenz" (also nach meinem Verständnis von Eigenfrequenz*2*pi) gesprochen, unter Absatz "Realer Parallelschwingkreis" von "tatsächliche Resonanzfrequenz fr", und unter Absatz "Realer Reihenschwingkreis" von "Resonanzfrequenz".

'''Simulation'''

Wie oben beschrieben, habe ich die Werte aus diesem Artikel genommen, und damit einen Reihen- und einen Parallelschwingkreis simuliert. Zusätzlich habe ich einen ungdämpften Reihenschwingkreis simuliert.

Eigentlich hatte ich vor, hier ein Bild von der Simulation und den Ergebnissen hochzuladen, allerdings bekam ich immer das Problem: "We could not determine..."

Bei den Schwingkreisen habe ich als Startbedingung eine Kondensatorspannung von 1V angegeben, der Strom ist Null.
Ich habe mir die Schwingung des Stromes in der Induktivität im Zeitbereich angeschaut und verglichen. Die Periodendauer der Eigenschwingung (Eigenschwingung = Eigenfrequenz im Zeitbereich) war beim gedämpften Reihenschwingkreis exakt gleich, wie beim gedämpften Parallelschwingkreis. Sie war außerdem größer als die Periodendauer des ungedämpften Reihenschwingkreises. Somit wurde die Phasenverschiebung zwischen ungedämpfter und gedämpfter Schwingung mit jeder Periode größer.

Neben dem Strom in der Induktivität, habe ich mir auch die Spannung der Kapazität im Zeitbereich angeschaut. Hier konnte man grundsätzlich das gleich beobachten, nämlich, dass die Phasenverschiebung zwischen gedämpfter und ungedämpfter Schwingung mit jeder Periode zunahm. Allerdings kam es am Anfang zu einer Art Offset der Phasenverschiebung: einer der gedämpften Schwingungen war zunächst der ungdämpften Schwingung voreilend, die andere, gedämpfte Schwingung war von Beginn an nacheilend. Durch die ständige Aufsummierung der längeren Periodendauer der gedämpften Schwingung, waren am Ende (ich glaube schon nach der ersten Periode) beide gedämpfte Schwingungen der ungedämpften nacheilennd. Ich vermute, dies kommt von der Anfangsbedingung, dass der Strom gleich Null ist. Da im gedämpften System "Strom und Kondensatorspannung .... nicht genau gegeneinander 90° in der Phase verschoben" sind.
Somit müsste der Strom zu Beginn schon einen bestimmten Wert (ungleich Null) haben, wenn man sofort ein eingeschwungenes System haben will. Das habe ich aber vernachlässigt. {{unsigniert|Jörg Bowa|21:52, 29. Jan. 2020 (CET)}}

:Grundsätzlich muss man zwischen freien und erzwungenen Schwingungen unterscheiden: (1) [[Schwingkreis#Freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis|Freie Schwingungen]] werden nur in den ersten beiden Abschnitten behandelt. Wie dort gezeigt ist, definiert man formal die (ideale) Resonanzfrequenz <math>\omega_0</math> (in der Literatur auch als Kennfrequenz bezeichnet) und erhält als Frequenz der Eigenschwingungen die etwas niedrigere Eigenfrequenz <math>\omega_e</math>. (2) In den folgenden Abschnitten geht es um ''erzwungene Schwingungen''. Hier definiert man die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> so, dass dabei der Blindwiderstand bzw. der Blindleitwert gleich 0 ist. Bei der reinen Parallel- oder Reihenschaltung von RLC ist diese Resonanzfrequenz tatsächlich von der Dämpfung unabhängig <math>\omega_r=\omega_0</math> (womit die [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|dort vorhandene Aussage]] richtig ist). Ganz anders beim sogenannten „[[Schwingkreis#Realer Parallelschwingkreis|realen Parallelschwingkreis]]“: Hier weicht die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> von <math>\omega_0</math> ab und es gibt eine weitere (leicht abweichende) Frequenz <math>\omega_{max}</math>. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:09, 3. Feb. 2020 (CET)

== Zustandekommen von freien Schwingungen im idealen Schwingkreis ==

Der letzte Einschub „Die nachfolgende Beschreibung gilt für einen stationären Vorgang, nachdem Einschaltvorgänge abgeklungen sind.“ kann aber für Verwirrung sorgen: (1) Beim ''idealen'' Schwingkreis klingt der ''Einschaltvorgang'' nicht ab, sondern nur er ist bei freien Schwingungen relevant. (2) Vom ''stationären Vorgang'' spricht man nur bei erzwungenen Schwingungen, die erst weiter unten folgen. Dort würde ich übrigens empfehlen, die Abschnitte „Parallelschwingkreis“ und „Reihenschwingkreis“ in „Erzwungene Schwingungen im Parallelschwingkreis“ bzw. „Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis“ umzubenennen, um den Unterschied zwischen freien und erzwungenen Schwingungen deutlich zu machen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:31, 3. Feb. 2020 (CET)

:{{Antwort|Reseka}} Danke für dein aufmerksames Gegenlesen. Der von mir eingeschobene Satz ist an der Stelle Unsinn. Es gibt nur einen Anfangszustand, ab dem Energie vorhanden ist, aber keinen Einschaltvorgang, zu dem Anschlussklemmen nötig wären. Wenn ich die Lösung der DGL richtg verstehe, startet die ungedämpfte Schwingung unmittelbar sinusförmig. Einen Einschaltvorgang gibt es nur, wenn eine Fremdschwingung aufgezwungen wird. Ich werde entsprechend ändern. Bitte weiter reagieren, wenn ich es immer noch nicht richtig gemacht habe. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:56, 5. Feb. 2020 (CET)

== Vorzeichen bei Lsg DGL idealer Schwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Stimmt, danke für den Hinweis, Annahme überlesen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 11:43, 10. Jan. 2025 (CET)

== Schaltgrafik freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich wollte ohnehin nochmal die Pfeile durch geradlinige farbige ersetzen (Norm) und damit alle Bilder einheitlich wirken. Hatte ich deinen Vorschlag dazu richtig verstanden, dass du es vorziehen würdest den Spulenspannungspfeil umzudrehen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 12:41, 11. Jan. 2025 (CET)

:Ich denke, man sollte die Richtungen so lassen. Dann kann man daraus auch leicht einen „fremderregten“ realen Reihenschwingkreis machen. Vielleicht kannst du den Kondensator „nach unten“ verlagern, dann wäre „links“ Platz für eine erregende Quelle. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:30, 11. Jan. 2025 (CET)

::Seh ich auch so, sonst hätte man die Annahme zur Bepfeilung im Text ändern müssen und im Bild wäre ein Minuszeichen aufgetaucht. So bleibt es minimalistisch. Platz für einen externen Erreger klingt sinnvoll, dies aufgreifend, würde es sich anbieten auch den "allgemeinen Fall" mathematisch im Artikel zu behandeln. Hast du Lust den fehlenden Baustein (hier auf der Diskseite) aufzusetzen? An Details könnte man gemeinsam feilen. [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:53, 11. Jan. 2025 (CET)

:::Den Abschnitt [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|Realer Reihenschwingkreis]] gibt es ja schon, wenn auch mit „schwachem Text“ und „gedrungener“ Bebilderung. Aber ''freie'' und ''erzwungene'' Schwingungen sollte man in diesem Artikel nicht „mischen“. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:52, 11. Jan. 2025 (CET)
::::Mischen war auch nicht meine Intention, dass hast du vermutlich missverstanden. Mir geht es um die mathematische Behandlung des Reihenschwingkreis mit ex. Erreger in Form einer DGL. Dies kann man hier aufsetzen. In welchen Abschnitt das eingebaut wird, ist eine gänzlich andere Frage und muss hier nicht sofort entschieden werden, am besten vermutlich ein Unterabschnitt von [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erwz. Schw. im RSK]]. Möchtest du einen Entwurf hierzu aufsetzen, sonst kann ich das gern machen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 21:31, 11. Jan. 2025 (CET)

:::::Erzwungene Schwingungen in Resonanzkreisen werden nicht mit DGLs, sondern mit Hilfe der [[Komplexe Wechselstromrechnung|komplexen Wechselstromrechnung]] behandelt. Dazu nimmt man nur die (komplexe) Impedanz des Reihenschwingkreises her und stellt deren Ortskurve bzw. den Frequenzgang von deren Betrag und Phase dar und interpretiert das Ganze. Und das wurde hier ja schon (vielleicht etwas ungünstig) getan. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:53, 11. Jan. 2025 (CET)
::::::Mit absoluten Wahrheiten bin ich persönlich immer vorsichtig, es gibt stets mehrere Ansätze zur Problemlösung. Konsistenz vor persönlicher Präferenz ist hier ein guter Leitsatz. Konsistent wäre eine Behandlung analog zu den freien Schwingungen vermöge einer DGL. Komplexe Wechselstromrechnung ist letztlich nur eine Algebraisierung der DGL mithilfe von LP-Trafo bzw. Fourier-Trafo. Ich stelle nun meinen Ansatz vor, dann können wir konkret darüber sprechen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:53, 11. Jan. 2025 (CET)
:::::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Hier wie angekündigt der Entwurf als Diskussionsgrundlage. Die Gleichung ergibt sich sehr anschaulich unmittelbar aus der Maschenregel (siehe Schaltbild unten) und die Lösung der DGL ist elementar. Mein Vorschlag wäre, dies an den Anfang direkt im Abschnitt [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis]] einzugliedern, nachdem wir eine finale Version erarbeitet haben. 1. Hast du Ergänzungs- oder Verbesserungsvorschläge hierzu? 2. Siehst du eine anderen Abschnitt zur Eingliederung als geeigneter an? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:13, 12. Jan. 2025 (CET)

== Entwurf (in progress): Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis ==

[[Datei:Erzwungene_Schwingungen.png|mini|221px|Schaltbild zu erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis. Machenregel liefert:
<math>u_e=u_C+R\, i+u_L</math>]]

[[Datei:Stromamplitude Reihenschwingkreis.png|mini|220px|Erzwungene Schwingung im Reihenschaltkreis: [[Amplitudengang]] des Stroms <math>i_0(\omega)</math> für verschiedene Widerstandswerte <math>R</math> .]]

Analog zur Behandlung der freien Schwingungen im realen Schwingkreis ergibt sich für eine Reihenschaltung von Kapazität <math>C</math>, Widerstand <math>R</math> und Induktivität <math>L</math>, an welche eine äußere Spannung <math>u_e(t)</math> einer idealen Wechselspannungsquelle angelegt wird, mit dem Maschensatz folgende Gleichung (Bepfeilung siehe Schaltbild: Ideale Wechselspannungsquelle im [[Erzeugerzählpfeilsystem|EZV]], alle anderen Schaltelemente im [[Verbraucherzählpfeilsystem|VZS]]):

:<math>u_e=u_C+R\cdot i+u_L</math>

Hierbei ist <math>u_C=Q/C</math> und <math>u_L=L\frac{di}{dt}</math>. Einsetzen und Differenzieren nach der Zeit ergibt

:<math>\frac{du_e}{dt}=\frac{i}{C}+R\cdot\frac{di}{dt}+L\cdot\frac{d^2i}{dt^2}</math>
Dies ist eine lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung und lässt sich besonders leicht mit einem komplexen Ansatz lösen. Natürlich muss jede physikalische Lösung reell sein. Aufgrund der Linearität der Gleichung müssen Real- und Imaginärteil einer Lösung jeder für sich die Gleichung lösen. Wiederum aufgrund der Linearität ist jede reelle Linearkombination reeller Lösungen eine physikalische Lösung.

Einsetzen des komplexen Ansatzes (imaginäre Einheit hier: <math> \mathrm{j}</math>)

:<math> u_e(t)=u_0\cdot e^{\mathrm{j}\omega t}</math>, <math>\;</math> <math> i(t)=i_0\cdot e^{\mathrm{j}(\omega t-\varphi)}</math>

in die Differentialgleichung liefert

:<math> \mathrm{j}\,\omega u_e=\bigl(\frac{1}{C}+\mathrm{j}\,\omega R-L\omega^2 \bigr)i</math> <math>\quad\quad(*)</math>

Damit ergibt sich für die [[Elektrische Impedanz|Gesamtimpedanz]]

:<math> Z=\frac{u_e}{i}=\frac{u_0}{i_0}\, e^{\mathrm{j}\varphi}=R+\mathrm{j}\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)</math>

und deren Betrag ([[Scheinwiderstand]]) entsprechend

:<math> |Z|=\frac{u_0}{i_0}=\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}</math> <math>\quad\quad (1)</math>

Die [[Phasenverschiebung]] <math>\varphi </math> erhält man aus

:<math>\tan\varphi=\frac{\mathrm{Im}\, Z}{\mathrm{Re}\, Z}=\frac{\omega L-\frac{1}{\omega C}}{R}</math> <math>\quad\quad (2)</math>

Gibt man beispielsweise als äußere harmonische Erregung <math>\mathrm{Re}\{u_e(t) \}=u_0\cos(\omega t)</math> mit frei wählbarer Amplitude <math>u_0>0</math> und Erreger(kreis)frequenz <math>\omega>0</math> vor, so löst der Strom

:<math>\mathrm{Re}\{i(t) \}=i_0\cos(\omega t-\varphi)</math>

zusammen mit der vorgegebenen Erregung obige Differentialgleichung. Die Parameter <math>i_0</math> und <math>\varphi</math> des Stroms sind hierbei über <math>(1)</math> und <math>(2)</math> eindeutig festgelegt, da <math>R,L,C</math> als Kenngrößen des Schwingkreises sowie Erregeramplitude <math>u_0>0</math> und Erregerfrequenz <math>\omega>0</math> vorgegeben sind. Hervorzuheben ist hierbei die Abhängigkeit der Phasenverschiebung <math>\varphi=\varphi(\omega) </math> sowie der Stromamplitude

:<math> i_0(\omega)=\frac{u_0}{\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}}</math>

von der Erregerfrequenz <math>\omega</math> (s. Abb. rechts). Stimmt die Erregerfrequenz <math>\omega</math> mit der ''Resonanzfrequenz'' <math>\omega_r=1/\sqrt{LC}</math> des Reihenschwingkreises überein, so wird die Stromamplitude <math>i(\omega_r)=u_0/R </math> maximal. Dieser Fall heißt [[Amplitudenresonanz]] und <math>i_r:=u_0/R </math> ''Resonanzamplitude''.

--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:01, 12. Jan. 2025 (CET)

:Ich kann nur wiederholen: Vor über 100 Jahren haben die Elektrotechnik-Ingenieure die [[komplexe Wechselstromrechnung]] (die mit Fourier- und Laplace-Transformation erst mal nichts zu tun hat) erfunden, um keine DGLs mehr aufstellen und lösen zu müssen. Alle Lehrbücher der Elektrotechnik führen diese anfangs ein, um damit später die Wechselstrom-Netzwerke und insbesondere die Resonanzkreise zu beschreiben und zu analysieren. In manchen Fällen (wenn beim Leser keine komplexen Zahlen vorausgesetzt werden können) werden Schwingkreise auch nur mit Hilfe von Zeigerdiagrammen analysiert. Auf alle Fälle ist es didaktisch nicht vernünftig, für den Reihenschwingkreis an dieser Stelle nochmals die DGL aufzustellen und zu lösen, da die gefundene Lösung viel einfacher und plausibler mit der komplexen Wechselstromrechnung gefunden wird: Dazu werden im Schaltbild die Signale (einschließlich Erregung) mit (evtl. unterstrichenen) Großbuchstaben beschriftet (<math>\underline U_e</math>, <math>\underline I</math>), welche die [[Phasor|komplexen Amplituden]] bezeichnen. Die Netzwerkelemente werden direkt mit ihrer (komplexen) Impedanz beschriftet (also <math>R</math>, <math>j\omega L</math> und <math>\frac{1}{j\omega C}</math>). Jetzt ergibt der Maschensatz <math>\underline U_e=\underline I\cdot\left(R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}\right)</math> sofort die Impedanz <math>\underline Z=\frac{\underline U_e}{\underline I}=R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}</math> (übrigens ist dein Maschensatz falsch: <math>\underline L\cdot u_L</math> ist keine Spannung). Diese Impedanz wird nun interpretiert indem man [[Zeigermodell|Zeigerdiagramme]] und die [[Ortskurve (Systemtheorie)|Ortskurve]] zeichnet sowie Betrag und Phase grafisch darstellt. Davon ausgehend werden in der Literatur zwecks Normierung die 45°-Frequenzen, die relative Bandbreite, die [[Resonanz|Resonanzüberhöhung]], die Schwingkreisgüte und die Verstimmung eingeführt. Das kann man alles im unten angeführten Standard-Lehrbuch von [[Klaus Lunze|Lunze]] oder [[Benutzer:Reseka/Literatur#Allgemeine Elektrotechnik|anderen Werken]] nachlesen und muss sich nichts Neues ausdenken. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 18:32, 12. Jan. 2025 (CET)
::Im Maschensatz, klar ein Typo, das <math>L</math> muss einfach weg, hab ich bereits korrigiert - danke für den Hinweis. Die Fourier-Trafo bildet den Diff-Operator <math>\frac{d}{dt}</math> auf <math>\mathrm{j\omega}</math> ab, und entsprechend für die höheren Ableitungen. Die Fourier-Transformierte der obigen DGL ergibt also exakt die algrebraische Gleichung <math>(*)</math>, diese geht nach Division durch <math>\mathrm{j}\omega</math> und Umsortieren über in <math>u_e=\biggl(R+\mathrm{j}\omega L+\frac{1}{\omega C} \biggr)i</math>. Kann ich auch nur nochmal wiederholen. Die Unterstellung, den Zusammenhang gäbe es nicht, ist daher nicht richtig: Die Anwendung der komplexen Wechselstromrechnung (die nur ein Rechentool ist), wird durch die Fourier-Theorie überhaupt erst mathematisch legitimiert (in der kontinuierlichen Version durch die Fourier-Trafo oder elementarer in der diskreten Version durch die Fourier-Reihenentwicklung unter Ausnutzung des Superpositionsprinzips; die diskrete Variante ist übrigens vor der komplexen Wechselstromrechnung von dem Physiker und Mathematiker Fourier bereits 1822 vor Steinmetz 1889 entwickelt worden, also der Ansatz der Physiker).
::Mir geht es hier um etwas ganz anderes: Es wird momentan etwas einseitig der Standpunkt von Elektrotechnikern/Ingenieuren dargestellt (der Physiker würde jetzt eben Physikstandardwerke zitieren wie den Demtröder Band 2, worin konsequent komplexe Fourier-Reihen als Lösungsansatz der DGLs gewählt werden, also so wie hier aufgezeigt; Gerthsen oder Bock machen es über reelle Fourier-Reihen, auch Physikstandardwerke). Schwingkreise gehören aber genauso zum Grundstudium von Physikern und die sind eben an den Schwingungen (Ampitude, Frequenz, Amplitudengang etc.) selbst interessiert und wählen daher diesen Ansatz. Auch für physikalisch interessierte Mathematiker (selbst im 1. Semester) ist der hier dargestellte Ansatz viel elementarer. Man muss nicht erst in die symbolische Methode einführen, um sowohl die aufgestellte Gleichung wie auch die hier abgeleitete Lösung für die erzwungene Schwingung zu verstehen und selbst die ist im Artikel nirgends angegeben. Auch wenn dies der Fall wäre, ziehe ich ''gerade aus der didaktischen Perspektive'' eine einfache Herleitung vor einem mechanischen Anwenden von Rechentools oder der ''bloßen Angabe einer Lösungfunktion'' vor. Ebenfalls ''aus didaktischer Sicht'', ist ''Wiederholung und Konsistenz'' ein Kernelement ''für erfolgreiche Wissenvermittlung'', was ebenfalls dafür spricht (wieder) den DGL-Ansatz zu verfolgen. Ferner mögen Ortsfunktionen für Elektrotechniker/Ingenieure interessant sein, der Amplitudengang ist jedoch eher für den Physiker (und auch Mathematiker interessant), denn er zeigt (siehe Grafik) sehr deutlich wie das System im Resonanzfall (für <math>R\rightarrow 0 </math>) aus den Fugen gerät.
::Jede Sichtweise/Zugang hat seine Berechtigung und diese Darstellung trägt dazu bei, da Sie Aspekte aufzeigt, die in der bisherigen Darstellung fehlen. Darum wiederhole ich meinen Vorschlag, dies wie oben genannt entsprechend einzugliedern. Hast du gute Gründe, die dagegen sprechen, die verschiedenen Interessengruppen anzusprechen und abzuholen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 20:48, 12. Jan. 2025 (CET)

:::Bisher war das ein „Elektrotechnik-Artikel“. Eine diesbezügliche Änderung solltest du mit dem Hauptautor (der nicht ich bin) und den anderen Autoren abstimmen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:31, 13. Jan. 2025 (CET)
::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Deine Aussage unterstreicht, dass die bisherige Darstellung andere Perspektiven vernachlässigt, da stimme ich zu. Insb. tauchen im Abschnitt "[[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis]]" die ''Schwingungen selbst ''überhaupt gar nicht mehr auf, weder Erregerschwingung (ext. Spannung) noch die erregte Schwingung (der Strom) samt Kenngrößen, Phasenwinkel, Amplitude etc. Diesen Mangel behebt der jetzige Entwurf. Die Hauptargumente stehen oben. Daher wiederhole ich meine Vorschlag, den Entwurf an den Anfang des besagten Abschnitts zu stellen.
::::In der Annahme, dass es sich bei @[[Benutzer:Saure|Saure]], um den Hauptautoren handelt: Gibt es konkret Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 16:36, 13. Jan. 2025 (CET)

:Wenn die Zeichenanzahl ein Kennzeichen für den Hauptautor ist, muss ich mich ja wohl einklinken.
:Ich danke [[Benutzer:Reseka|Reseka]] für sein Gegenhalten und stimme ihm voll zu.
:Konkrete Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf kommen von mir nicht, weil ich den Entwurf ohnehin nicht für hilfreich halte. Die Zeichnung des Amplitudengangs ist abzulehnen, weil sie in den Augen eines Physikers fundamental fehlerhaft ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 17:38, 13. Jan. 2025 (CET)
::''"Für nicht hilfreich halten"'' ist eine pauschal wertende Aussage, zudem ohne Angabe von Sachargumenten, insofern ohne Aussagekraft und Gehalt. Meine Argumente für die Eingliederung des Entwurfs sind oben nachzulesen, dabei bitte gesamten Diskussionsverlauf berücksichtigen und konkret darauf eingehen. Ferner: Was ist an dem Amplitudengang fundamental falsch? Behauptung bitte konkret begründen. Danke. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:14, 13. Jan. 2025 (CET)

==Effektivwert==
In der Gleichung
:<math>{\displaystyle X_{C}={\frac {U}{I_{C}}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}=-{\frac {1}{\omega C}}\ }</math>
hat der Quotient zweier (stets positiver) Effektivwerte einen negativen Wert. Das sollte korrigiert werden.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:54, 13. Jan. 2025 (CET)

:Die Vorzeicheninkonsistenz ist ein guter Hinweis. Auch die Begründung "''Das negative Vorzeichen steht für die entgegengesetzte Richtung des Strompfeiles.''" ist erläuterungsbedürftig: 1. Was ist mit ''Strompfeil'' gemeint (ein Bezugspfeil oder ein Zeiger eines komplexen Effektivwerts)? 2. ''entgegengesetzt'' wozu? Eine Präzisierung der Fachsprache wäre hier gut und sie hat Auswirkungen auf die Richtigkeit der Aussage. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:23, 14. Jan. 2025 (CET)

::Ich habe den Fehler korrigiert und Text sowie Gleichungen an die Definitionen im Bild angepasst, um Missdeutungen zu vermeiden. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:19, 14. Jan. 2025 (CET)

:::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]]: Die Gleichungen stimmen jetzt, aber ist diese Variante der Korrektur optimal? Ich habe zunächst gedacht, dass der Artikel die komplexe Rechnung vermeiden will, um die Leser mathematisch nicht zu überfordern. Das ist kaum durchzuhalten. Differentialgleichungen sind m. E. nicht Oma-tauglich, aber hier unentbehrlich. Und Elemente der komplexen Rechnung tauchen (aus gutem Grund) auch jetzt schon in mehreren Abbildungen auf und aktuell auch in der besprochenen Änderung. Liegt es da nicht nahe, auch die (sehr einfachen) Spannungsgleichungen von Spule und Kondensator (im VZS) komplex anzuschreiben und dann die einheitliche Definition der beiden Reaktanzen (der Name fehlt noch) gemäß <math>X=\operatorname{Im}{\frac{\underline{U}}{\underline{I}}} </math> zu verwenden? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:39, 14. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:50, 14. Jan. 2025 (CET)

::::Zwar formal berichtigt, die Ergänzung des Vorzeichens in <math>X_C=-\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_C|}</math> gegenüber <math>X_L=\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_L|}</math> kann auf unbeschlagene Leser jedoch willkürlich wirken. Dies lässt sich durch folgende konsistente und daher didaktisch sinnvollere Darstellung vermeiden und sollte daher angepasst werden:
:::: <math>X_L=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_L}=\omega L</math> <math>\quad</math> und <math>\quad</math> <math>X_C=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_C}=-\frac{1}{\omega C}</math>
:::--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:07, 14. Jan. 2025 (CET)

Diskussion:Schwingkreis

2025-01-14T21:39:13Z

Modalanalytiker: /* Effektivwert */ Antwort

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== Eigenfrequenz beim Reihenschwingkreis ==

'''Begriffserleuterung für folgende Diskussion:'''

Resonanzfrequenz = Resonanzfrequenz eines ungedämpften Schwingkreises

Eigenfrequenz = Frequenz, bei dem das System frei (eigenständig) schwingen wird, relevant bei gedämpften Systemen

'''Einleitung'''

Ich stecke nicht so tief in der Materie, habe aber gerade ein komplexes System, bestehend aus mehreren Reihen- und Parallel-Schwingkreisen.
Mir ist aufgefallen, dass es nicht ganz auf Resonanzfrequenz schwingt, und so bin ich auf diese Seite gekommen.

In dem Artikel bin ich dann unter "Realer Schwingkreis" auf die Formel für die Eigenkreisfrequenz gestoßen, und damit konnte ich die Beobachtung an meinem komplexen System exakt bestätigen und berechnen.
Daraufhin habe ich mir den ganzen Arikel durchgelesen, und bin unter "Realer Reihenschwingkreis" - Punkt 3 über die Aussage gestolpert, dass sich beim gedämpften Reihenschwingkreis die Resonanzfrequenz nicht ändert. Verstehen tue ich darunter, dass die Eigenfrequenz der Resonanzfrequenz entspricht, denn die Resonanzfrequenz selbst, verändert sich nach meinem Verständnis in keinem Fall.

Dies hat mich aber sehr stutzig gemacht, da es sich bei meinem komplexen System, bei dem die Schwingung exakt der Formel der Eigenfrequenz, nicht aber der Resonanzfrequenz folgt, im untersuchten Frequenzbereich dominierend um einen Reihenschwingkreis handelt.
Daher habe ich eine Simulation aufgesetzt, in der ich den hier vorgestellten Reihen- und Parallelschwingkreis (Werte übernommen) untersucht, und untereinander, sowie mit einem ungedämpften Reihenschwingkreis (R=0, alle anderen Werte gleich) verglichen habe.
Dabei ist rausgekommen, dass sich der Reihenschwingkreis gleich zum Parallelschwingkreis verhält, die Eigenfrequenz ist bei beiden in gleicher Höhe niedriger als die Resonanzfrequenz.

'''Diskussion'''

Auf Grund der Simulationsergebnisse müsste ich also der Aussage unter Punkt 3 im Abschnitt "Realer Schwingkreis": "''Die Resonanzfrequenz ist dieselbe wie für den idealen Schwingkreis.''" wiedersprechen.
Wie aber inzwischen vermutlich schon deutlich geworden ist, könnte es auch sein, dass ich etwas missverstanden habe. In diesem Fall, möchte ich wiederum auf die Inkonsistenz in der Begriffswahl hindeuten:
Denn beim Absatz "Realer Schwingkreis" wird von "Eigenkreisfrequenz" (also nach meinem Verständnis von Eigenfrequenz*2*pi) gesprochen, unter Absatz "Realer Parallelschwingkreis" von "tatsächliche Resonanzfrequenz fr", und unter Absatz "Realer Reihenschwingkreis" von "Resonanzfrequenz".

'''Simulation'''

Wie oben beschrieben, habe ich die Werte aus diesem Artikel genommen, und damit einen Reihen- und einen Parallelschwingkreis simuliert. Zusätzlich habe ich einen ungdämpften Reihenschwingkreis simuliert.

Eigentlich hatte ich vor, hier ein Bild von der Simulation und den Ergebnissen hochzuladen, allerdings bekam ich immer das Problem: "We could not determine..."

Bei den Schwingkreisen habe ich als Startbedingung eine Kondensatorspannung von 1V angegeben, der Strom ist Null.
Ich habe mir die Schwingung des Stromes in der Induktivität im Zeitbereich angeschaut und verglichen. Die Periodendauer der Eigenschwingung (Eigenschwingung = Eigenfrequenz im Zeitbereich) war beim gedämpften Reihenschwingkreis exakt gleich, wie beim gedämpften Parallelschwingkreis. Sie war außerdem größer als die Periodendauer des ungedämpften Reihenschwingkreises. Somit wurde die Phasenverschiebung zwischen ungedämpfter und gedämpfter Schwingung mit jeder Periode größer.

Neben dem Strom in der Induktivität, habe ich mir auch die Spannung der Kapazität im Zeitbereich angeschaut. Hier konnte man grundsätzlich das gleich beobachten, nämlich, dass die Phasenverschiebung zwischen gedämpfter und ungedämpfter Schwingung mit jeder Periode zunahm. Allerdings kam es am Anfang zu einer Art Offset der Phasenverschiebung: einer der gedämpften Schwingungen war zunächst der ungdämpften Schwingung voreilend, die andere, gedämpfte Schwingung war von Beginn an nacheilend. Durch die ständige Aufsummierung der längeren Periodendauer der gedämpften Schwingung, waren am Ende (ich glaube schon nach der ersten Periode) beide gedämpfte Schwingungen der ungedämpften nacheilennd. Ich vermute, dies kommt von der Anfangsbedingung, dass der Strom gleich Null ist. Da im gedämpften System "Strom und Kondensatorspannung .... nicht genau gegeneinander 90° in der Phase verschoben" sind.
Somit müsste der Strom zu Beginn schon einen bestimmten Wert (ungleich Null) haben, wenn man sofort ein eingeschwungenes System haben will. Das habe ich aber vernachlässigt. {{unsigniert|Jörg Bowa|21:52, 29. Jan. 2020 (CET)}}

:Grundsätzlich muss man zwischen freien und erzwungenen Schwingungen unterscheiden: (1) [[Schwingkreis#Freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis|Freie Schwingungen]] werden nur in den ersten beiden Abschnitten behandelt. Wie dort gezeigt ist, definiert man formal die (ideale) Resonanzfrequenz <math>\omega_0</math> (in der Literatur auch als Kennfrequenz bezeichnet) und erhält als Frequenz der Eigenschwingungen die etwas niedrigere Eigenfrequenz <math>\omega_e</math>. (2) In den folgenden Abschnitten geht es um ''erzwungene Schwingungen''. Hier definiert man die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> so, dass dabei der Blindwiderstand bzw. der Blindleitwert gleich 0 ist. Bei der reinen Parallel- oder Reihenschaltung von RLC ist diese Resonanzfrequenz tatsächlich von der Dämpfung unabhängig <math>\omega_r=\omega_0</math> (womit die [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|dort vorhandene Aussage]] richtig ist). Ganz anders beim sogenannten „[[Schwingkreis#Realer Parallelschwingkreis|realen Parallelschwingkreis]]“: Hier weicht die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> von <math>\omega_0</math> ab und es gibt eine weitere (leicht abweichende) Frequenz <math>\omega_{max}</math>. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:09, 3. Feb. 2020 (CET)

== Zustandekommen von freien Schwingungen im idealen Schwingkreis ==

Der letzte Einschub „Die nachfolgende Beschreibung gilt für einen stationären Vorgang, nachdem Einschaltvorgänge abgeklungen sind.“ kann aber für Verwirrung sorgen: (1) Beim ''idealen'' Schwingkreis klingt der ''Einschaltvorgang'' nicht ab, sondern nur er ist bei freien Schwingungen relevant. (2) Vom ''stationären Vorgang'' spricht man nur bei erzwungenen Schwingungen, die erst weiter unten folgen. Dort würde ich übrigens empfehlen, die Abschnitte „Parallelschwingkreis“ und „Reihenschwingkreis“ in „Erzwungene Schwingungen im Parallelschwingkreis“ bzw. „Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis“ umzubenennen, um den Unterschied zwischen freien und erzwungenen Schwingungen deutlich zu machen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:31, 3. Feb. 2020 (CET)

:{{Antwort|Reseka}} Danke für dein aufmerksames Gegenlesen. Der von mir eingeschobene Satz ist an der Stelle Unsinn. Es gibt nur einen Anfangszustand, ab dem Energie vorhanden ist, aber keinen Einschaltvorgang, zu dem Anschlussklemmen nötig wären. Wenn ich die Lösung der DGL richtg verstehe, startet die ungedämpfte Schwingung unmittelbar sinusförmig. Einen Einschaltvorgang gibt es nur, wenn eine Fremdschwingung aufgezwungen wird. Ich werde entsprechend ändern. Bitte weiter reagieren, wenn ich es immer noch nicht richtig gemacht habe. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:56, 5. Feb. 2020 (CET)

== Vorzeichen bei Lsg DGL idealer Schwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Stimmt, danke für den Hinweis, Annahme überlesen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 11:43, 10. Jan. 2025 (CET)

== Schaltgrafik freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich wollte ohnehin nochmal die Pfeile durch geradlinige farbige ersetzen (Norm) und damit alle Bilder einheitlich wirken. Hatte ich deinen Vorschlag dazu richtig verstanden, dass du es vorziehen würdest den Spulenspannungspfeil umzudrehen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 12:41, 11. Jan. 2025 (CET)

:Ich denke, man sollte die Richtungen so lassen. Dann kann man daraus auch leicht einen „fremderregten“ realen Reihenschwingkreis machen. Vielleicht kannst du den Kondensator „nach unten“ verlagern, dann wäre „links“ Platz für eine erregende Quelle. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:30, 11. Jan. 2025 (CET)

::Seh ich auch so, sonst hätte man die Annahme zur Bepfeilung im Text ändern müssen und im Bild wäre ein Minuszeichen aufgetaucht. So bleibt es minimalistisch. Platz für einen externen Erreger klingt sinnvoll, dies aufgreifend, würde es sich anbieten auch den "allgemeinen Fall" mathematisch im Artikel zu behandeln. Hast du Lust den fehlenden Baustein (hier auf der Diskseite) aufzusetzen? An Details könnte man gemeinsam feilen. [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:53, 11. Jan. 2025 (CET)

:::Den Abschnitt [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|Realer Reihenschwingkreis]] gibt es ja schon, wenn auch mit „schwachem Text“ und „gedrungener“ Bebilderung. Aber ''freie'' und ''erzwungene'' Schwingungen sollte man in diesem Artikel nicht „mischen“. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:52, 11. Jan. 2025 (CET)
::::Mischen war auch nicht meine Intention, dass hast du vermutlich missverstanden. Mir geht es um die mathematische Behandlung des Reihenschwingkreis mit ex. Erreger in Form einer DGL. Dies kann man hier aufsetzen. In welchen Abschnitt das eingebaut wird, ist eine gänzlich andere Frage und muss hier nicht sofort entschieden werden, am besten vermutlich ein Unterabschnitt von [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erwz. Schw. im RSK]]. Möchtest du einen Entwurf hierzu aufsetzen, sonst kann ich das gern machen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 21:31, 11. Jan. 2025 (CET)

:::::Erzwungene Schwingungen in Resonanzkreisen werden nicht mit DGLs, sondern mit Hilfe der [[Komplexe Wechselstromrechnung|komplexen Wechselstromrechnung]] behandelt. Dazu nimmt man nur die (komplexe) Impedanz des Reihenschwingkreises her und stellt deren Ortskurve bzw. den Frequenzgang von deren Betrag und Phase dar und interpretiert das Ganze. Und das wurde hier ja schon (vielleicht etwas ungünstig) getan. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:53, 11. Jan. 2025 (CET)
::::::Mit absoluten Wahrheiten bin ich persönlich immer vorsichtig, es gibt stets mehrere Ansätze zur Problemlösung. Konsistenz vor persönlicher Präferenz ist hier ein guter Leitsatz. Konsistent wäre eine Behandlung analog zu den freien Schwingungen vermöge einer DGL. Komplexe Wechselstromrechnung ist letztlich nur eine Algebraisierung der DGL mithilfe von LP-Trafo bzw. Fourier-Trafo. Ich stelle nun meinen Ansatz vor, dann können wir konkret darüber sprechen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:53, 11. Jan. 2025 (CET)
:::::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Hier wie angekündigt der Entwurf als Diskussionsgrundlage. Die Gleichung ergibt sich sehr anschaulich unmittelbar aus der Maschenregel (siehe Schaltbild unten) und die Lösung der DGL ist elementar. Mein Vorschlag wäre, dies an den Anfang direkt im Abschnitt [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis]] einzugliedern, nachdem wir eine finale Version erarbeitet haben. 1. Hast du Ergänzungs- oder Verbesserungsvorschläge hierzu? 2. Siehst du eine anderen Abschnitt zur Eingliederung als geeigneter an? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:13, 12. Jan. 2025 (CET)

== Entwurf (in progress): Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis ==

[[Datei:Erzwungene_Schwingungen.png|mini|221px|Schaltbild zu erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis. Machenregel liefert:
<math>u_e=u_C+R\, i+u_L</math>]]

[[Datei:Stromamplitude Reihenschwingkreis.png|mini|220px|Erzwungene Schwingung im Reihenschaltkreis: [[Amplitudengang]] des Stroms <math>i_0(\omega)</math> für verschiedene Widerstandswerte <math>R</math> .]]

Analog zur Behandlung der freien Schwingungen im realen Schwingkreis ergibt sich für eine Reihenschaltung von Kapazität <math>C</math>, Widerstand <math>R</math> und Induktivität <math>L</math>, an welche eine äußere Spannung <math>u_e(t)</math> einer idealen Wechselspannungsquelle angelegt wird, mit dem Maschensatz folgende Gleichung (Bepfeilung siehe Schaltbild: Ideale Wechselspannungsquelle im [[Erzeugerzählpfeilsystem|EZV]], alle anderen Schaltelemente im [[Verbraucherzählpfeilsystem|VZS]]):

:<math>u_e=u_C+R\cdot i+u_L</math>

Hierbei ist <math>u_C=Q/C</math> und <math>u_L=L\frac{di}{dt}</math>. Einsetzen und Differenzieren nach der Zeit ergibt

:<math>\frac{du_e}{dt}=\frac{i}{C}+R\cdot\frac{di}{dt}+L\cdot\frac{d^2i}{dt^2}</math>
Dies ist eine lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung und lässt sich besonders leicht mit einem komplexen Ansatz lösen. Natürlich muss jede physikalische Lösung reell sein. Aufgrund der Linearität der Gleichung müssen Real- und Imaginärteil einer Lösung jeder für sich die Gleichung lösen. Wiederum aufgrund der Linearität ist jede reelle Linearkombination reeller Lösungen eine physikalische Lösung.

Einsetzen des komplexen Ansatzes (imaginäre Einheit hier: <math> \mathrm{j}</math>)

:<math> u_e(t)=u_0\cdot e^{\mathrm{j}\omega t}</math>, <math>\;</math> <math> i(t)=i_0\cdot e^{\mathrm{j}(\omega t-\varphi)}</math>

in die Differentialgleichung liefert

:<math> \mathrm{j}\,\omega u_e=\bigl(\frac{1}{C}+\mathrm{j}\,\omega R-L\omega^2 \bigr)i</math> <math>\quad\quad(*)</math>

Damit ergibt sich für die [[Elektrische Impedanz|Gesamtimpedanz]]

:<math> Z=\frac{u_e}{i}=\frac{u_0}{i_0}\, e^{\mathrm{j}\varphi}=R+\mathrm{j}\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)</math>

und deren Betrag ([[Scheinwiderstand]]) entsprechend

:<math> |Z|=\frac{u_0}{i_0}=\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}</math> <math>\quad\quad (1)</math>

Die [[Phasenverschiebung]] <math>\varphi </math> erhält man aus

:<math>\tan\varphi=\frac{\mathrm{Im}\, Z}{\mathrm{Re}\, Z}=\frac{\omega L-\frac{1}{\omega C}}{R}</math> <math>\quad\quad (2)</math>

Gibt man beispielsweise als äußere harmonische Erregung <math>\mathrm{Re}\{u_e(t) \}=u_0\cos(\omega t)</math> mit frei wählbarer Amplitude <math>u_0>0</math> und Erreger(kreis)frequenz <math>\omega>0</math> vor, so löst der Strom

:<math>\mathrm{Re}\{i(t) \}=i_0\cos(\omega t-\varphi)</math>

zusammen mit der vorgegebenen Erregung obige Differentialgleichung. Die Parameter <math>i_0</math> und <math>\varphi</math> des Stroms sind hierbei über <math>(1)</math> und <math>(2)</math> eindeutig festgelegt, da <math>R,L,C</math> als Kenngrößen des Schwingkreises sowie Erregeramplitude <math>u_0>0</math> und Erregerfrequenz <math>\omega>0</math> vorgegeben sind. Hervorzuheben ist hierbei die Abhängigkeit der Phasenverschiebung <math>\varphi=\varphi(\omega) </math> sowie der Stromamplitude

:<math> i_0(\omega)=\frac{u_0}{\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}}</math>

von der Erregerfrequenz <math>\omega</math> (s. Abb. rechts). Stimmt die Erregerfrequenz <math>\omega</math> mit der ''Resonanzfrequenz'' <math>\omega_r=1/\sqrt{LC}</math> des Reihenschwingkreises überein, so wird die Stromamplitude <math>i(\omega_r)=u_0/R </math> maximal. Dieser Fall heißt [[Amplitudenresonanz]] und <math>i_r:=u_0/R </math> ''Resonanzamplitude''.

--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:01, 12. Jan. 2025 (CET)

:Ich kann nur wiederholen: Vor über 100 Jahren haben die Elektrotechnik-Ingenieure die [[komplexe Wechselstromrechnung]] (die mit Fourier- und Laplace-Transformation erst mal nichts zu tun hat) erfunden, um keine DGLs mehr aufstellen und lösen zu müssen. Alle Lehrbücher der Elektrotechnik führen diese anfangs ein, um damit später die Wechselstrom-Netzwerke und insbesondere die Resonanzkreise zu beschreiben und zu analysieren. In manchen Fällen (wenn beim Leser keine komplexen Zahlen vorausgesetzt werden können) werden Schwingkreise auch nur mit Hilfe von Zeigerdiagrammen analysiert. Auf alle Fälle ist es didaktisch nicht vernünftig, für den Reihenschwingkreis an dieser Stelle nochmals die DGL aufzustellen und zu lösen, da die gefundene Lösung viel einfacher und plausibler mit der komplexen Wechselstromrechnung gefunden wird: Dazu werden im Schaltbild die Signale (einschließlich Erregung) mit (evtl. unterstrichenen) Großbuchstaben beschriftet (<math>\underline U_e</math>, <math>\underline I</math>), welche die [[Phasor|komplexen Amplituden]] bezeichnen. Die Netzwerkelemente werden direkt mit ihrer (komplexen) Impedanz beschriftet (also <math>R</math>, <math>j\omega L</math> und <math>\frac{1}{j\omega C}</math>). Jetzt ergibt der Maschensatz <math>\underline U_e=\underline I\cdot\left(R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}\right)</math> sofort die Impedanz <math>\underline Z=\frac{\underline U_e}{\underline I}=R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}</math> (übrigens ist dein Maschensatz falsch: <math>\underline L\cdot u_L</math> ist keine Spannung). Diese Impedanz wird nun interpretiert indem man [[Zeigermodell|Zeigerdiagramme]] und die [[Ortskurve (Systemtheorie)|Ortskurve]] zeichnet sowie Betrag und Phase grafisch darstellt. Davon ausgehend werden in der Literatur zwecks Normierung die 45°-Frequenzen, die relative Bandbreite, die [[Resonanz|Resonanzüberhöhung]], die Schwingkreisgüte und die Verstimmung eingeführt. Das kann man alles im unten angeführten Standard-Lehrbuch von [[Klaus Lunze|Lunze]] oder [[Benutzer:Reseka/Literatur#Allgemeine Elektrotechnik|anderen Werken]] nachlesen und muss sich nichts Neues ausdenken. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 18:32, 12. Jan. 2025 (CET)
::Im Maschensatz, klar ein Typo, das <math>L</math> muss einfach weg, hab ich bereits korrigiert - danke für den Hinweis. Die Fourier-Trafo bildet den Diff-Operator <math>\frac{d}{dt}</math> auf <math>\mathrm{j\omega}</math> ab, und entsprechend für die höheren Ableitungen. Die Fourier-Transformierte der obigen DGL ergibt also exakt die algrebraische Gleichung <math>(*)</math>, diese geht nach Division durch <math>\mathrm{j}\omega</math> und Umsortieren über in <math>u_e=\biggl(R+\mathrm{j}\omega L+\frac{1}{\omega C} \biggr)i</math>. Kann ich auch nur nochmal wiederholen. Die Unterstellung, den Zusammenhang gäbe es nicht, ist daher nicht richtig: Die Anwendung der komplexen Wechselstromrechnung (die nur ein Rechentool ist), wird durch die Fourier-Theorie überhaupt erst mathematisch legitimiert (in der kontinuierlichen Version durch die Fourier-Trafo oder elementarer in der diskreten Version durch die Fourier-Reihenentwicklung unter Ausnutzung des Superpositionsprinzips; die diskrete Variante ist übrigens vor der komplexen Wechselstromrechnung von dem Physiker und Mathematiker Fourier bereits 1822 vor Steinmetz 1889 entwickelt worden, also der Ansatz der Physiker).
::Mir geht es hier um etwas ganz anderes: Es wird momentan etwas einseitig der Standpunkt von Elektrotechnikern/Ingenieuren dargestellt (der Physiker würde jetzt eben Physikstandardwerke zitieren wie den Demtröder Band 2, worin konsequent komplexe Fourier-Reihen als Lösungsansatz der DGLs gewählt werden, also so wie hier aufgezeigt; Gerthsen oder Bock machen es über reelle Fourier-Reihen, auch Physikstandardwerke). Schwingkreise gehören aber genauso zum Grundstudium von Physikern und die sind eben an den Schwingungen (Ampitude, Frequenz, Amplitudengang etc.) selbst interessiert und wählen daher diesen Ansatz. Auch für physikalisch interessierte Mathematiker (selbst im 1. Semester) ist der hier dargestellte Ansatz viel elementarer. Man muss nicht erst in die symbolische Methode einführen, um sowohl die aufgestellte Gleichung wie auch die hier abgeleitete Lösung für die erzwungene Schwingung zu verstehen und selbst die ist im Artikel nirgends angegeben. Auch wenn dies der Fall wäre, ziehe ich ''gerade aus der didaktischen Perspektive'' eine einfache Herleitung vor einem mechanischen Anwenden von Rechentools oder der ''bloßen Angabe einer Lösungfunktion'' vor. Ebenfalls ''aus didaktischer Sicht'', ist ''Wiederholung und Konsistenz'' ein Kernelement ''für erfolgreiche Wissenvermittlung'', was ebenfalls dafür spricht (wieder) den DGL-Ansatz zu verfolgen. Ferner mögen Ortsfunktionen für Elektrotechniker/Ingenieure interessant sein, der Amplitudengang ist jedoch eher für den Physiker (und auch Mathematiker interessant), denn er zeigt (siehe Grafik) sehr deutlich wie das System im Resonanzfall (für <math>R\rightarrow 0 </math>) aus den Fugen gerät.
::Jede Sichtweise/Zugang hat seine Berechtigung und diese Darstellung trägt dazu bei, da Sie Aspekte aufzeigt, die in der bisherigen Darstellung fehlen. Darum wiederhole ich meinen Vorschlag, dies wie oben genannt entsprechend einzugliedern. Hast du gute Gründe, die dagegen sprechen, die verschiedenen Interessengruppen anzusprechen und abzuholen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 20:48, 12. Jan. 2025 (CET)

:::Bisher war das ein „Elektrotechnik-Artikel“. Eine diesbezügliche Änderung solltest du mit dem Hauptautor (der nicht ich bin) und den anderen Autoren abstimmen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:31, 13. Jan. 2025 (CET)
::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Deine Aussage unterstreicht, dass die bisherige Darstellung andere Perspektiven vernachlässigt, da stimme ich zu. Insb. tauchen im Abschnitt "[[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis]]" die ''Schwingungen selbst ''überhaupt gar nicht mehr auf, weder Erregerschwingung (ext. Spannung) noch die erregte Schwingung (der Strom) samt Kenngrößen, Phasenwinkel, Amplitude etc. Diesen Mangel behebt der jetzige Entwurf. Die Hauptargumente stehen oben. Daher wiederhole ich meine Vorschlag, den Entwurf an den Anfang des besagten Abschnitts zu stellen.
::::In der Annahme, dass es sich bei @[[Benutzer:Saure|Saure]], um den Hauptautoren handelt: Gibt es konkret Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 16:36, 13. Jan. 2025 (CET)

:Wenn die Zeichenanzahl ein Kennzeichen für den Hauptautor ist, muss ich mich ja wohl einklinken.
:Ich danke [[Benutzer:Reseka|Reseka]] für sein Gegenhalten und stimme ihm voll zu.
:Konkrete Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf kommen von mir nicht, weil ich den Entwurf ohnehin nicht für hilfreich halte. Die Zeichnung des Amplitudengangs ist abzulehnen, weil sie in den Augen eines Physikers fundamental fehlerhaft ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 17:38, 13. Jan. 2025 (CET)
::''"Für nicht hilfreich halten"'' ist eine pauschal wertende Aussage, zudem ohne Angabe von Sachargumenten, insofern ohne Aussagekraft und Gehalt. Meine Argumente für die Eingliederung des Entwurfs sind oben nachzulesen, dabei bitte gesamten Diskussionsverlauf berücksichtigen und konkret darauf eingehen. Ferner: Was ist an dem Amplitudengang fundamental falsch? Behauptung bitte konkret begründen. Danke. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:14, 13. Jan. 2025 (CET)

==Effektivwert==
In der Gleichung
:<math>{\displaystyle X_{C}={\frac {U}{I_{C}}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}=-{\frac {1}{\omega C}}\ }</math>
hat der Quotient zweier (stets positiver) Effektivwerte einen negativen Wert. Das sollte korrigiert werden.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:54, 13. Jan. 2025 (CET)

:Die Vorzeicheninkonsistenz ist ein guter Hinweis. Auch die Begründung "''Das negative Vorzeichen steht für die entgegengesetzte Richtung des Strompfeiles.''" ist erläuterungsbedürftig: 1. Was ist mit ''Strompfeil'' gemeint (ein Bezugspfeil oder ein Zeiger eines komplexen Effektivwerts)? 2. ''entgegengesetzt'' wozu? Eine Präzisierung der Fachsprache wäre hier gut und sie hat Auswirkungen auf die Richtigkeit der Aussage. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 02:23, 14. Jan. 2025 (CET)

::Ich habe den Fehler korrigiert und Text sowie Gleichungen an die Definitionen im Bild angepasst, um Missdeutungen zu vermeiden. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:19, 14. Jan. 2025 (CET)
:::Zwar formal berichtigt, die Ergänzung des Vorzeichens in <math>X_C=-\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_C|}</math> gegenüber <math>X_L=\frac{|\underline{U}|}{|\underline{I}_L|}</math> kann auf unbeschlagene Leser jedoch willkürlich wirken. Dies lässt sich durch folgende konsistente und daher didaktisch sinnvollere Darstellung vermeiden und sollte daher angepasst werden:
:::: <math>X_L=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_L}=\omega L</math> <math>\quad</math> und <math>\quad</math> <math>X_C=-\mathrm{j}\;\frac{\underline{U}}{\underline{I}_C}=-\frac{1}{\omega C}</math>
:::--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:07, 14. Jan. 2025 (CET)
:::Die Gleichungen stimmen jetzt, aber ist diese Variante der Korrektur optimal? Ich habe zunächst gedacht, dass der Artikel die komplexe Rechnung vermeiden will, um die Leser mathematisch nicht zu überfordern. Das ist kaum durchzuhalten. Differentialgleichungen sind m. E. nicht Oma-tauglich, aber hier unentbehrlich. Und Elemente der komplexen Rechnung tauchen (aus gutem Grund) auch jetzt schon in mehreren Abbildungen auf und aktuell auch in der besprochenen Änderung. Liegt es da nicht nahe, auch die (sehr einfachen) Spannungsgleichungen von Spule und Kondensator (im VZS) komplex anzuschreiben und dann die einheitliche Definition der beiden Reaktanzen (der Name fehlt noch) gemäß <math>X=\operatorname{Im}{\frac{\underline{U}}{\underline{I}}} </math> zu verwenden? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:39, 14. Jan. 2025 (CET)

Diskussion:Schwingkreis

2025-01-13T21:54:06Z

Modalanalytiker:

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== Eigenfrequenz beim Reihenschwingkreis ==

'''Begriffserleuterung für folgende Diskussion:'''

Resonanzfrequenz = Resonanzfrequenz eines ungedämpften Schwingkreises

Eigenfrequenz = Frequenz, bei dem das System frei (eigenständig) schwingen wird, relevant bei gedämpften Systemen

'''Einleitung'''

Ich stecke nicht so tief in der Materie, habe aber gerade ein komplexes System, bestehend aus mehreren Reihen- und Parallel-Schwingkreisen.
Mir ist aufgefallen, dass es nicht ganz auf Resonanzfrequenz schwingt, und so bin ich auf diese Seite gekommen.

In dem Artikel bin ich dann unter "Realer Schwingkreis" auf die Formel für die Eigenkreisfrequenz gestoßen, und damit konnte ich die Beobachtung an meinem komplexen System exakt bestätigen und berechnen.
Daraufhin habe ich mir den ganzen Arikel durchgelesen, und bin unter "Realer Reihenschwingkreis" - Punkt 3 über die Aussage gestolpert, dass sich beim gedämpften Reihenschwingkreis die Resonanzfrequenz nicht ändert. Verstehen tue ich darunter, dass die Eigenfrequenz der Resonanzfrequenz entspricht, denn die Resonanzfrequenz selbst, verändert sich nach meinem Verständnis in keinem Fall.

Dies hat mich aber sehr stutzig gemacht, da es sich bei meinem komplexen System, bei dem die Schwingung exakt der Formel der Eigenfrequenz, nicht aber der Resonanzfrequenz folgt, im untersuchten Frequenzbereich dominierend um einen Reihenschwingkreis handelt.
Daher habe ich eine Simulation aufgesetzt, in der ich den hier vorgestellten Reihen- und Parallelschwingkreis (Werte übernommen) untersucht, und untereinander, sowie mit einem ungedämpften Reihenschwingkreis (R=0, alle anderen Werte gleich) verglichen habe.
Dabei ist rausgekommen, dass sich der Reihenschwingkreis gleich zum Parallelschwingkreis verhält, die Eigenfrequenz ist bei beiden in gleicher Höhe niedriger als die Resonanzfrequenz.

'''Diskussion'''

Auf Grund der Simulationsergebnisse müsste ich also der Aussage unter Punkt 3 im Abschnitt "Realer Schwingkreis": "''Die Resonanzfrequenz ist dieselbe wie für den idealen Schwingkreis.''" wiedersprechen.
Wie aber inzwischen vermutlich schon deutlich geworden ist, könnte es auch sein, dass ich etwas missverstanden habe. In diesem Fall, möchte ich wiederum auf die Inkonsistenz in der Begriffswahl hindeuten:
Denn beim Absatz "Realer Schwingkreis" wird von "Eigenkreisfrequenz" (also nach meinem Verständnis von Eigenfrequenz*2*pi) gesprochen, unter Absatz "Realer Parallelschwingkreis" von "tatsächliche Resonanzfrequenz fr", und unter Absatz "Realer Reihenschwingkreis" von "Resonanzfrequenz".

'''Simulation'''

Wie oben beschrieben, habe ich die Werte aus diesem Artikel genommen, und damit einen Reihen- und einen Parallelschwingkreis simuliert. Zusätzlich habe ich einen ungdämpften Reihenschwingkreis simuliert.

Eigentlich hatte ich vor, hier ein Bild von der Simulation und den Ergebnissen hochzuladen, allerdings bekam ich immer das Problem: "We could not determine..."

Bei den Schwingkreisen habe ich als Startbedingung eine Kondensatorspannung von 1V angegeben, der Strom ist Null.
Ich habe mir die Schwingung des Stromes in der Induktivität im Zeitbereich angeschaut und verglichen. Die Periodendauer der Eigenschwingung (Eigenschwingung = Eigenfrequenz im Zeitbereich) war beim gedämpften Reihenschwingkreis exakt gleich, wie beim gedämpften Parallelschwingkreis. Sie war außerdem größer als die Periodendauer des ungedämpften Reihenschwingkreises. Somit wurde die Phasenverschiebung zwischen ungedämpfter und gedämpfter Schwingung mit jeder Periode größer.

Neben dem Strom in der Induktivität, habe ich mir auch die Spannung der Kapazität im Zeitbereich angeschaut. Hier konnte man grundsätzlich das gleich beobachten, nämlich, dass die Phasenverschiebung zwischen gedämpfter und ungedämpfter Schwingung mit jeder Periode zunahm. Allerdings kam es am Anfang zu einer Art Offset der Phasenverschiebung: einer der gedämpften Schwingungen war zunächst der ungdämpften Schwingung voreilend, die andere, gedämpfte Schwingung war von Beginn an nacheilend. Durch die ständige Aufsummierung der längeren Periodendauer der gedämpften Schwingung, waren am Ende (ich glaube schon nach der ersten Periode) beide gedämpfte Schwingungen der ungedämpften nacheilennd. Ich vermute, dies kommt von der Anfangsbedingung, dass der Strom gleich Null ist. Da im gedämpften System "Strom und Kondensatorspannung .... nicht genau gegeneinander 90° in der Phase verschoben" sind.
Somit müsste der Strom zu Beginn schon einen bestimmten Wert (ungleich Null) haben, wenn man sofort ein eingeschwungenes System haben will. Das habe ich aber vernachlässigt. {{unsigniert|Jörg Bowa|21:52, 29. Jan. 2020 (CET)}}

:Grundsätzlich muss man zwischen freien und erzwungenen Schwingungen unterscheiden: (1) [[Schwingkreis#Freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis|Freie Schwingungen]] werden nur in den ersten beiden Abschnitten behandelt. Wie dort gezeigt ist, definiert man formal die (ideale) Resonanzfrequenz <math>\omega_0</math> (in der Literatur auch als Kennfrequenz bezeichnet) und erhält als Frequenz der Eigenschwingungen die etwas niedrigere Eigenfrequenz <math>\omega_e</math>. (2) In den folgenden Abschnitten geht es um ''erzwungene Schwingungen''. Hier definiert man die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> so, dass dabei der Blindwiderstand bzw. der Blindleitwert gleich 0 ist. Bei der reinen Parallel- oder Reihenschaltung von RLC ist diese Resonanzfrequenz tatsächlich von der Dämpfung unabhängig <math>\omega_r=\omega_0</math> (womit die [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|dort vorhandene Aussage]] richtig ist). Ganz anders beim sogenannten „[[Schwingkreis#Realer Parallelschwingkreis|realen Parallelschwingkreis]]“: Hier weicht die Resonanzfrequenz <math>\omega_r</math> von <math>\omega_0</math> ab und es gibt eine weitere (leicht abweichende) Frequenz <math>\omega_{max}</math>. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:09, 3. Feb. 2020 (CET)

== Zustandekommen von freien Schwingungen im idealen Schwingkreis ==

Der letzte Einschub „Die nachfolgende Beschreibung gilt für einen stationären Vorgang, nachdem Einschaltvorgänge abgeklungen sind.“ kann aber für Verwirrung sorgen: (1) Beim ''idealen'' Schwingkreis klingt der ''Einschaltvorgang'' nicht ab, sondern nur er ist bei freien Schwingungen relevant. (2) Vom ''stationären Vorgang'' spricht man nur bei erzwungenen Schwingungen, die erst weiter unten folgen. Dort würde ich übrigens empfehlen, die Abschnitte „Parallelschwingkreis“ und „Reihenschwingkreis“ in „Erzwungene Schwingungen im Parallelschwingkreis“ bzw. „Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis“ umzubenennen, um den Unterschied zwischen freien und erzwungenen Schwingungen deutlich zu machen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:31, 3. Feb. 2020 (CET)

:{{Antwort|Reseka}} Danke für dein aufmerksames Gegenlesen. Der von mir eingeschobene Satz ist an der Stelle Unsinn. Es gibt nur einen Anfangszustand, ab dem Energie vorhanden ist, aber keinen Einschaltvorgang, zu dem Anschlussklemmen nötig wären. Wenn ich die Lösung der DGL richtg verstehe, startet die ungedämpfte Schwingung unmittelbar sinusförmig. Einen Einschaltvorgang gibt es nur, wenn eine Fremdschwingung aufgezwungen wird. Ich werde entsprechend ändern. Bitte weiter reagieren, wenn ich es immer noch nicht richtig gemacht habe. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:56, 5. Feb. 2020 (CET)

== Vorzeichen bei Lsg DGL idealer Schwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Stimmt, danke für den Hinweis, Annahme überlesen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 11:43, 10. Jan. 2025 (CET)

== Schaltgrafik freie Schwingungen im realen Reihenschwingkreis ==

@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich wollte ohnehin nochmal die Pfeile durch geradlinige farbige ersetzen (Norm) und damit alle Bilder einheitlich wirken. Hatte ich deinen Vorschlag dazu richtig verstanden, dass du es vorziehen würdest den Spulenspannungspfeil umzudrehen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 12:41, 11. Jan. 2025 (CET)

:Ich denke, man sollte die Richtungen so lassen. Dann kann man daraus auch leicht einen „fremderregten“ realen Reihenschwingkreis machen. Vielleicht kannst du den Kondensator „nach unten“ verlagern, dann wäre „links“ Platz für eine erregende Quelle. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 17:30, 11. Jan. 2025 (CET)

::Seh ich auch so, sonst hätte man die Annahme zur Bepfeilung im Text ändern müssen und im Bild wäre ein Minuszeichen aufgetaucht. So bleibt es minimalistisch. Platz für einen externen Erreger klingt sinnvoll, dies aufgreifend, würde es sich anbieten auch den "allgemeinen Fall" mathematisch im Artikel zu behandeln. Hast du Lust den fehlenden Baustein (hier auf der Diskseite) aufzusetzen? An Details könnte man gemeinsam feilen. [[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:53, 11. Jan. 2025 (CET)

:::Den Abschnitt [[Schwingkreis#Realer Reihenschwingkreis|Realer Reihenschwingkreis]] gibt es ja schon, wenn auch mit „schwachem Text“ und „gedrungener“ Bebilderung. Aber ''freie'' und ''erzwungene'' Schwingungen sollte man in diesem Artikel nicht „mischen“. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 20:52, 11. Jan. 2025 (CET)
::::Mischen war auch nicht meine Intention, dass hast du vermutlich missverstanden. Mir geht es um die mathematische Behandlung des Reihenschwingkreis mit ex. Erreger in Form einer DGL. Dies kann man hier aufsetzen. In welchen Abschnitt das eingebaut wird, ist eine gänzlich andere Frage und muss hier nicht sofort entschieden werden, am besten vermutlich ein Unterabschnitt von [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erwz. Schw. im RSK]]. Möchtest du einen Entwurf hierzu aufsetzen, sonst kann ich das gern machen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 21:31, 11. Jan. 2025 (CET)

:::::Erzwungene Schwingungen in Resonanzkreisen werden nicht mit DGLs, sondern mit Hilfe der [[Komplexe Wechselstromrechnung|komplexen Wechselstromrechnung]] behandelt. Dazu nimmt man nur die (komplexe) Impedanz des Reihenschwingkreises her und stellt deren Ortskurve bzw. den Frequenzgang von deren Betrag und Phase dar und interpretiert das Ganze. Und das wurde hier ja schon (vielleicht etwas ungünstig) getan. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:53, 11. Jan. 2025 (CET)
::::::Mit absoluten Wahrheiten bin ich persönlich immer vorsichtig, es gibt stets mehrere Ansätze zur Problemlösung. Konsistenz vor persönlicher Präferenz ist hier ein guter Leitsatz. Konsistent wäre eine Behandlung analog zu den freien Schwingungen vermöge einer DGL. Komplexe Wechselstromrechnung ist letztlich nur eine Algebraisierung der DGL mithilfe von LP-Trafo bzw. Fourier-Trafo. Ich stelle nun meinen Ansatz vor, dann können wir konkret darüber sprechen. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 22:53, 11. Jan. 2025 (CET)
:::::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Hier wie angekündigt der Entwurf als Diskussionsgrundlage. Die Gleichung ergibt sich sehr anschaulich unmittelbar aus der Maschenregel (siehe Schaltbild unten) und die Lösung der DGL ist elementar. Mein Vorschlag wäre, dies an den Anfang direkt im Abschnitt [[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis]] einzugliedern, nachdem wir eine finale Version erarbeitet haben. 1. Hast du Ergänzungs- oder Verbesserungsvorschläge hierzu? 2. Siehst du eine anderen Abschnitt zur Eingliederung als geeigneter an? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:13, 12. Jan. 2025 (CET)

== Entwurf (in progress): Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis ==

[[Datei:Erzwungene_Schwingungen.png|mini|221px|Schaltbild zu erzwungenen Schwingungen im Reihenschwingkreis. Machenregel liefert:
<math>u_e=u_C+R\, i+u_L</math>]]

[[Datei:Stromamplitude Reihenschwingkreis.png|mini|220px|Erzwungene Schwingung im Reihenschaltkreis: [[Amplitudengang]] des Stroms <math>i_0(\omega)</math> für verschiedene Widerstandswerte <math>R</math> .]]

Analog zur Behandlung der freien Schwingungen im realen Schwingkreis ergibt sich für eine Reihenschaltung von Kapazität <math>C</math>, Widerstand <math>R</math> und Induktivität <math>L</math>, an welche eine äußere Spannung <math>u_e(t)</math> einer idealen Wechselspannungsquelle angelegt wird, mit dem Maschensatz folgende Gleichung (Bepfeilung siehe Schaltbild: Ideale Wechselspannungsquelle im [[Erzeugerzählpfeilsystem|EZV]], alle anderen Schaltelemente im [[Verbraucherzählpfeilsystem|VZS]]):

:<math>u_e=u_C+R\cdot i+u_L</math>

Hierbei ist <math>u_C=Q/C</math> und <math>u_L=L\frac{di}{dt}</math>. Einsetzen und Differenzieren nach der Zeit ergibt

:<math>\frac{du_e}{dt}=\frac{i}{C}+R\cdot\frac{di}{dt}+L\cdot\frac{d^2i}{dt^2}</math>
Dies ist eine lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung und lässt sich besonders leicht mit einem komplexen Ansatz lösen. Natürlich muss jede physikalische Lösung reell sein. Aufgrund der Linearität der Gleichung müssen Real- und Imaginärteil einer Lösung jeder für sich die Gleichung lösen. Wiederum aufgrund der Linearität ist jede reelle Linearkombination reeller Lösungen eine physikalische Lösung.

Einsetzen des komplexen Ansatzes (imaginäre Einheit hier: <math> \mathrm{j}</math>)

:<math> u_e(t)=u_0\cdot e^{\mathrm{j}\omega t}</math>, <math>\;</math> <math> i(t)=i_0\cdot e^{\mathrm{j}(\omega t-\varphi)}</math>

in die Differentialgleichung liefert

:<math> \mathrm{j}\,\omega u_e=\bigl(\frac{1}{C}+\mathrm{j}\,\omega R-L\omega^2 \bigr)i</math> <math>\quad\quad(*)</math>

Damit ergibt sich für die [[Elektrische Impedanz|Gesamtimpedanz]]

:<math> Z=\frac{u_e}{i}=\frac{u_0}{i_0}\, e^{\mathrm{j}\varphi}=R+\mathrm{j}\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)</math>

und deren Betrag ([[Scheinwiderstand]]) entsprechend

:<math> |Z|=\frac{u_0}{i_0}=\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}</math> <math>\quad\quad (1)</math>

Die [[Phasenverschiebung]] <math>\varphi </math> erhält man aus

:<math>\tan\varphi=\frac{\mathrm{Im}\, Z}{\mathrm{Re}\, Z}=\frac{\omega L-\frac{1}{\omega C}}{R}</math> <math>\quad\quad (2)</math>

Gibt man beispielsweise als äußere harmonische Erregung <math>\mathrm{Re}\{u_e(t) \}=u_0\cos(\omega t)</math> mit frei wählbarer Amplitude <math>u_0>0</math> und Erreger(kreis)frequenz <math>\omega>0</math> vor, so löst der Strom

:<math>\mathrm{Re}\{i(t) \}=i_0\cos(\omega t-\varphi)</math>

zusammen mit der vorgegebenen Erregung obige Differentialgleichung. Die Parameter <math>i_0</math> und <math>\varphi</math> des Stroms sind hierbei über <math>(1)</math> und <math>(2)</math> eindeutig festgelegt, da <math>R,L,C</math> als Kenngrößen des Schwingkreises sowie Erregeramplitude <math>u_0>0</math> und Erregerfrequenz <math>\omega>0</math> vorgegeben sind. Hervorzuheben ist hierbei die Abhängigkeit der Phasenverschiebung <math>\varphi=\varphi(\omega) </math> sowie der Stromamplitude

:<math> i_0(\omega)=\frac{u_0}{\sqrt{R^2+\biggl(\omega L-\frac{1}{\omega C} \biggr)^2}}</math>

von der Erregerfrequenz <math>\omega</math> (s. Abb. rechts). Stimmt die Erregerfrequenz <math>\omega</math> mit der ''Resonanzfrequenz'' <math>\omega_r=1/\sqrt{LC}</math> des Reihenschwingkreises überein, so wird die Stromamplitude <math>i(\omega_r)=u_0/R </math> maximal. Dieser Fall heißt [[Amplitudenresonanz]] und <math>i_r:=u_0/R </math> ''Resonanzamplitude''.

--[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 01:01, 12. Jan. 2025 (CET)

:Ich kann nur wiederholen: Vor über 100 Jahren haben die Elektrotechnik-Ingenieure die [[komplexe Wechselstromrechnung]] (die mit Fourier- und Laplace-Transformation erst mal nichts zu tun hat) erfunden, um keine DGLs mehr aufstellen und lösen zu müssen. Alle Lehrbücher der Elektrotechnik führen diese anfangs ein, um damit später die Wechselstrom-Netzwerke und insbesondere die Resonanzkreise zu beschreiben und zu analysieren. In manchen Fällen (wenn beim Leser keine komplexen Zahlen vorausgesetzt werden können) werden Schwingkreise auch nur mit Hilfe von Zeigerdiagrammen analysiert. Auf alle Fälle ist es didaktisch nicht vernünftig, für den Reihenschwingkreis an dieser Stelle nochmals die DGL aufzustellen und zu lösen, da die gefundene Lösung viel einfacher und plausibler mit der komplexen Wechselstromrechnung gefunden wird: Dazu werden im Schaltbild die Signale (einschließlich Erregung) mit (evtl. unterstrichenen) Großbuchstaben beschriftet (<math>\underline U_e</math>, <math>\underline I</math>), welche die [[Phasor|komplexen Amplituden]] bezeichnen. Die Netzwerkelemente werden direkt mit ihrer (komplexen) Impedanz beschriftet (also <math>R</math>, <math>j\omega L</math> und <math>\frac{1}{j\omega C}</math>). Jetzt ergibt der Maschensatz <math>\underline U_e=\underline I\cdot\left(R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}\right)</math> sofort die Impedanz <math>\underline Z=\frac{\underline U_e}{\underline I}=R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}</math> (übrigens ist dein Maschensatz falsch: <math>\underline L\cdot u_L</math> ist keine Spannung). Diese Impedanz wird nun interpretiert indem man [[Zeigermodell|Zeigerdiagramme]] und die [[Ortskurve (Systemtheorie)|Ortskurve]] zeichnet sowie Betrag und Phase grafisch darstellt. Davon ausgehend werden in der Literatur zwecks Normierung die 45°-Frequenzen, die relative Bandbreite, die [[Resonanz|Resonanzüberhöhung]], die Schwingkreisgüte und die Verstimmung eingeführt. Das kann man alles im unten angeführten Standard-Lehrbuch von [[Klaus Lunze|Lunze]] oder [[Benutzer:Reseka/Literatur#Allgemeine Elektrotechnik|anderen Werken]] nachlesen und muss sich nichts Neues ausdenken. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 18:32, 12. Jan. 2025 (CET)
::Im Maschensatz, klar ein Typo, das <math>L</math> muss einfach weg, hab ich bereits korrigiert - danke für den Hinweis. Die Fourier-Trafo bildet den Diff-Operator <math>\frac{d}{dt}</math> auf <math>\mathrm{j\omega}</math> ab, und entsprechend für die höheren Ableitungen. Die Fourier-Transformierte der obigen DGL ergibt also exakt die algrebraische Gleichung <math>(*)</math>, diese geht nach Division durch <math>\mathrm{j}\omega</math> und Umsortieren über in <math>u_e=\biggl(R+\mathrm{j}\omega L+\frac{1}{\omega C} \biggr)i</math>. Kann ich auch nur nochmal wiederholen. Die Unterstellung, den Zusammenhang gäbe es nicht, ist daher nicht richtig: Die Anwendung der komplexen Wechselstromrechnung (die nur ein Rechentool ist), wird durch die Fourier-Theorie überhaupt erst mathematisch legitimiert (in der kontinuierlichen Version durch die Fourier-Trafo oder elementarer in der diskreten Version durch die Fourier-Reihenentwicklung unter Ausnutzung des Superpositionsprinzips; die diskrete Variante ist übrigens vor der komplexen Wechselstromrechnung von dem Physiker und Mathematiker Fourier bereits 1822 vor Steinmetz 1889 entwickelt worden, also der Ansatz der Physiker).
::Mir geht es hier um etwas ganz anderes: Es wird momentan etwas einseitig der Standpunkt von Elektrotechnikern/Ingenieuren dargestellt (der Physiker würde jetzt eben Physikstandardwerke zitieren wie den Demtröder Band 2, worin konsequent komplexe Fourier-Reihen als Lösungsansatz der DGLs gewählt werden, also so wie hier aufgezeigt; Gerthsen oder Bock machen es über reelle Fourier-Reihen, auch Physikstandardwerke). Schwingkreise gehören aber genauso zum Grundstudium von Physikern und die sind eben an den Schwingungen (Ampitude, Frequenz, Amplitudengang etc.) selbst interessiert und wählen daher diesen Ansatz. Auch für physikalisch interessierte Mathematiker (selbst im 1. Semester) ist der hier dargestellte Ansatz viel elementarer. Man muss nicht erst in die symbolische Methode einführen, um sowohl die aufgestellte Gleichung wie auch die hier abgeleitete Lösung für die erzwungene Schwingung zu verstehen und selbst die ist im Artikel nirgends angegeben. Auch wenn dies der Fall wäre, ziehe ich ''gerade aus der didaktischen Perspektive'' eine einfache Herleitung vor einem mechanischen Anwenden von Rechentools oder der ''bloßen Angabe einer Lösungfunktion'' vor. Ebenfalls ''aus didaktischer Sicht'', ist ''Wiederholung und Konsistenz'' ein Kernelement ''für erfolgreiche Wissenvermittlung'', was ebenfalls dafür spricht (wieder) den DGL-Ansatz zu verfolgen. Ferner mögen Ortsfunktionen für Elektrotechniker/Ingenieure interessant sein, der Amplitudengang ist jedoch eher für den Physiker (und auch Mathematiker interessant), denn er zeigt (siehe Grafik) sehr deutlich wie das System im Resonanzfall (für <math>R\rightarrow 0 </math>) aus den Fugen gerät.
::Jede Sichtweise/Zugang hat seine Berechtigung und diese Darstellung trägt dazu bei, da Sie Aspekte aufzeigt, die in der bisherigen Darstellung fehlen. Darum wiederhole ich meinen Vorschlag, dies wie oben genannt entsprechend einzugliedern. Hast du gute Gründe, die dagegen sprechen, die verschiedenen Interessengruppen anzusprechen und abzuholen? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 20:48, 12. Jan. 2025 (CET)

:::Bisher war das ein „Elektrotechnik-Artikel“. Eine diesbezügliche Änderung solltest du mit dem Hauptautor (der nicht ich bin) und den anderen Autoren abstimmen. --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:31, 13. Jan. 2025 (CET)
::::@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Deine Aussage unterstreicht, dass die bisherige Darstellung andere Perspektiven vernachlässigt, da stimme ich zu. Insb. tauchen im Abschnitt "[[Schwingkreis#Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis|Erzwungene Schwingungen im Reihenschwingkreis]]" die ''Schwingungen selbst ''überhaupt gar nicht mehr auf, weder Erregerschwingung (ext. Spannung) noch die erregte Schwingung (der Strom) samt Kenngrößen, Phasenwinkel, Amplitude etc. Diesen Mangel behebt der jetzige Entwurf. Die Hauptargumente stehen oben. Daher wiederhole ich meine Vorschlag, den Entwurf an den Anfang des besagten Abschnitts zu stellen.
::::In der Annahme, dass es sich bei @[[Benutzer:Saure|Saure]], um den Hauptautoren handelt: Gibt es konkret Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf? --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 16:36, 13. Jan. 2025 (CET)

:Wenn die Zeichenanzahl ein Kennzeichen für den Hauptautor ist, muss ich mich ja wohl einklinken.
:Ich danke [[Benutzer:Reseka|Reseka]] für sein Gegenhalten und stimme ihm voll zu.
:Konkrete Ergänzungsvorschläge zu obigem Entwurf kommen von mir nicht, weil ich den Entwurf ohnehin nicht für hilfreich halte. Die Zeichnung des Amplitudengangs ist abzulehnen, weil sie in den Augen eines Physikers fundamental fehlerhaft ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 17:38, 13. Jan. 2025 (CET)
::''"Für nicht hilfreich halten"'' ist eine pauschal wertende Aussage, zudem ohne Angabe von Sachargumenten, insofern ohne Aussagekraft und Gehalt. Meine Argumente für die Eingliederung des Entwurfs sind oben nachzulesen, dabei bitte gesamten Diskussionsverlauf berücksichtigen und konkret darauf eingehen. Ferner: Was ist an dem Amplitudengang fundamental falsch? Behauptung bitte konkret begründen. Danke. --[[Benutzer:Jackwelsh007|Jackwelsh007]] ([[Benutzer Diskussion:Jackwelsh007|Diskussion]]) 18:14, 13. Jan. 2025 (CET)

==Effektivwert==
In der Gleichung
:<math>{\displaystyle X_{C}={\frac {U}{I_{C}}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}=-{\frac {1}{\omega C}}\ }</math>
hat der Quotient zweier (stets positiver) Effektivwerte einen negativen Wert. Das sollte korrigiert werden.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:54, 13. Jan. 2025 (CET)

Diskussion:Spannungsquelle

2025-01-07T22:00:30Z

Modalanalytiker: /* Zum Abschnitt "Vervollständigung" */ Antwort

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== Zum Abschnitt "Vervollständigung" ==

In dem Abschnitt heißt es: "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht." Das trifft nicht zu: In dem gezeigten Ersatzschaltbild wird von dem Modell eines nichtliniearen Widerstands Gebrauch gemacht. Das Modell besitzt keine messbare Quellenspannung und kann ausschließlich elektrische Energie in Wärme wandeln, nicht aber elektrische Energie an äußere Verbraucher abgeben oder von äußeren Quellen abgegebene speichern. Eine Diode als "rein passiv betriebene[n] Spannungsquelle" zu modellieren, verfehlt die Wesensmerkmale einer Spannungsquelle. Wer verstehen möchte, was eine Spannungsquelle ist, wird durch das Beispiel desorientiert. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:13, 30. Nov. 2024 (CET)

:Ach Modalanalytiker, wenn du doch nur treu zu dir selber bleiben könntest. Vor über 5 Jahren hast du in den Artikel eingeführt (auf didaktisch äußerst ungeschickte Weise), dass im ''vollständigen Modell der idealen Spannungsquelle'' ihre Kennlinie nicht durch einen, sondern stets durch zwei Quadranten verläuft, da der durch die äußere Beschaltung bestimmte Strom durch die Quelle sowohl positive als auch negative Werte annehmen kann. Das ''Modell der idealen Quelle'' ist immer in der Lage, sowohl als Erzeuger als auch als Verbraucher zu wirken. Du selber schreibst in einem Diskussionsbeitrag: „Die ideale Spannungsquelle (und viele reale Quellen ebenso) kann elektrische Leistung auch ''aufnehmen''“ (nachzulesen im Archiv, 14:43, 16. Mai 2019). Und jetzt schreibst du: „ Eine Diode als "rein passiv betriebene[n] Spannungsquelle" zu modellieren, verfehlt die Wesensmerkmale einer Spannungsquelle.“ Zählt das Wesensmerkmal, als Verbraucher wirken zu können, mit einmal nicht mehr? In dem im Artikel gezeigten Ersatzschaltbild wird die Spannungsquelle eben nur in demjenigen Quadranten betrieben, in dem sie Verbraucher ist.
[[Datei:Dioden-Kennlinie 1N4001 differentiell.svg|mini|hochkant=0.6|Vereinfachte Dioden-Kennlinie (grün). Die hier mit <math>U_F</math> bezeichnete Spannung entspricht dem <math>U_S</math> im Artikel.]]
:Mit welcher Besserwisserei schreibst du, dass das Ersatzschaltbild einer Diode nicht zutrifft? Ich habe drei Fundstellen dafür angegeben und mehrere weitere Stellen inzwischen gefunden; Kritik am Ersatzschaltbild müsstest du bei den Verfassern der Einzelnachweise abladen. Die Diode hat einen in Rechnungen schwer zu handhabenden nichtlinearen Widerstand, während im Modell in zwei Teilbereichen jeweils linear gerechnet werden kann. Wie es sich für eine (stets passive) Diode gehört, besitzt das Modell „keine messbare Quellenspannung“ und kann bezogene elektrische Energie ausschließlich in Wärme wandeln. Auch das dürfte allgemeine Erfahrung sein, dass eine stromdurchflossene Diode warm wird. Das ''vollständige Modell der idealen Spannungsquelle'' mag „desorientierend“ wirken, aber du hast das Modell in den Artikel eingeführt, und im Diodenersatzschaltbild wird es von kundigen Fachbuchverfassern eingesetzt. Ein Ahaeffekt, wie eine passive Spannungsquelle zu verstehen ist, ist im zugehörigen Artikel durchaus gewollt. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:55, 1. Dez. 2024 (CET)
::Du liest aus meinem Text, dass ich die Ersatzschaltung der Diode für fehlerhaft erachte. Keineswegs! Das Diodenmodell ist durchaus tauglich. Es liefert nur keinen Beitrag zur Information über physische Spannungsquellen. Ich wiederhole im folgenden Abschnitt nochmal meine Kritik mit anderen Worten.
::    Zur Erläuterung von Spannungsquellen wie auch von anderen Betriebsmitteln taugen ''reale'' Anwendungsbeispiele. Die Verwendung einer idealen Spannungsquelle in einem Ersatzschaltbild der Diode illustriert keine solche ''Spannungsquellen-Anwendung'', sondern nur einen additiven Term in einer Kennlinienkurve. Der Abschnitt hilft sicher für das Studium von Dioden, falls der Leser das Modell einer idealen Spannungsquelle verstanden hat. Wenn er um dieses Wissen noch ringt, ist der Text verwirrend. Ist es so schwer, Beispiele auszuwählen, welche den materiellen Lemmagegenstand selbst behandeln?
::    Kurzum: Die Veranschaulichung eines Diodenkennliniensummanden durch das Modell einer idealen Spannungsquelle ist probates Mittel zum Verständnis von Dioden, m. E. aber kein taugliches Beispiel zur weiteren Erläuterung einer physischen Spannungsquelle.
::    Schade, dass du versuchst, deinen Schlussfolgerungen durch Diffamierungen ("wenn du doch nur treu zu dir selber bleiben könntest", "auf didaktisch äußerst ungeschickte Weise", "Mit welcher Besserwisserei schreibst du") Nachdruck zu geben. Wikpedia fordert sachliche Beiträge. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:03, 1. Dez. 2024 (CET)

:::'''Falsch''': Es geht im Kapitel "Vervollständigung" '''nicht''' um ''reale'' Anwendungsbeispiele. Sondern es geht hier um das ''vollständige Modell der idealen Spannungsquelle''. Es geht um die Verallgemeinerung, wonach die Quelle als aktiv wirkend oder passiv wirkend beschrieben werden kann. Es geht um ein Beispiel, wo dieses Modell sinnvoll eingesetzt wird bzw. notwendig ist. Da steht in der Beispielerläuterung ausdrücklich: „Die Spannungsquelle existiert nicht real, aber im Modell … “.
:::Deine Darlegung steht auch im Widerspruch zu deinen Eröffnungssätzen in diesem Diskussionskapitel. Da hast du klar geschrieben, dass der Satz "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht" nicht zutrifft. Da steht etwas vom Modell, während du vorstehend auf physische Spannungsquellen ausweichst, also einfach das Thema wechselst. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 15:04, 2. Dez. 2024 (CET)
::::@[[Benutzer:Saure|Saure]] Ich lasse mich vorübergehend auf deine Argumentation ein und verbinde damit die Frage, ob du den folgenden Zusatz im Artikel [[Elektrischer Widerstand]] als notwendige Verbesserung ansehen, verteidigen oder wenigstens dort dulden würdest. Er folgt dem Muster ''Diodenmodell im Artikel Spannungsquelle'' und kann uns als Entscheidungshilfe dienen:
::::''Vom Modell eines Widerstands wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle Gebrauch gemacht'' [Bild dazu bitte vorstellen]. ''Mit diesem wird der Innenwiderstand der Spannungsquelle angenähert. Der Widerstand existiert nicht real als diskretes Schaltelement, aber im Modell erlaubt er die Abhängigkeit der Lastspannung von der Stromstärke zu beschreiben. Aufgrund seines Verhaltens ist der Widerstand gemäß dem Verbraucherzählpfeilsystem beschriftet.'' --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:16, 2. Dez. 2024 (CET)

:::::Ach @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]], was bist du für ein Meister im Ausweichen vor der Sachdiskussion, indem du dich nicht zu bestehenden Fragen äußerst, sondern über etwas anderes. Erst behauptest du, dass der Satz "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht" nicht zutrifft. Dazu redest du einfach von physischen Spannungsquellen statt vom Modell, um das es geht. Jetzt kommst du mit der nächsten Nebelkerze.
::::: Von welchem „Modell eines Widerstands“ (was auch immer das sein mag) du etwas in welchem „gezeigten Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle“ schreibst, weiß ich nicht; die Diskussion drehte sich bisher um ein ''vollständiges Modell der idealen Spannungsquelle'' im gezeigten ''Ersatzschaltbild einer Diode''.
:::::Üblicherweise enthält eine überschaubar große elektrische Schaltung nur eine einzige Spannungsquelle. Fließt dann Strom durch die Quelle, so ist er bei einer positiven Quellenspannung im Erzeugerzählpfeilsystem ebenfalls positiv. Nun ist im ''vollständigen Modell der idealen Spannungsquelle'' eine Umkehrung enthalten, wonach sie einem zugeführten Strom eine konstante Spannung entgegenstellen kann. Mit diesem Modell will ich vertraut machen, indem ich eine Anwendung der Umkehrung zeige, wie sie im Diodenersatzschaltbild vorkommt.
:::::Wenn ich im Artikel darauf hinweise, dass die Spannungsquelle im [[Ersatzschaltbild]] (mitsamt dem Widerstand) nicht real existiert, dann nur deshalb, um dem Irrtum zuvor zu kommen, dass sie die Quelle des Diodenstroms sein kann. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:12, 3. Dez. 2024 (CET)
::::::@[[Benutzer:Saure|Saure]] An diesem Punkt können wir die Diskussion unterbrechen. Ich fasse zusammen: Ich halte den Abschnitt zum Diodenmodell, in dem das ''Modell einer idealen Spannungsquelle'' einen Summanden zur Formulierung der Diodenkennline beiträgt, im Artikel [[Spannungsquelle]] für deplatziert und verwirrend. Im Artikel [[Diode]] kann man das bisher schon nachlesen. Dort ist es dienlich.
::::::<math>\quad</math>Ich werde den Artikel gelegentlich überarbeiten, um eine von mir vertretbare Fassung zu erzeugen. Ich bitte dich, deren Revertierung einem dritten Benutzer zu überlassen. Es lesen bestimmt einige sachverständige mit. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:00, 3. Dez. 2024 (CET)

:::::::Bisher hat sich niemand an vorstehender Diskussion beteiligt. Und auf diesen Niemand hoffst du bezüglich der Revertierung deiner angekündigten Überarbeitung? Das Obenstehende zeigt nur zu erschreckend, was von deinen Beiträgen zu erwarten ist. Fehler in meinem Beitrag findest du ja keinen, wenn du ihn im Diodenartikel für dienlich hältst. Als „deplatziert“ siehst du es an, wenn das einfache Beispiel einer passiv wirkenden Quelle im Kapitel über die passiv wirkende Quelle erscheint? Logisch? Wenn du das so einfache, in der Fachliteratur verbreitete Beispiel als „verwirrend“ ansiehst, dann ist das wohl eher deine persönliche Gefühlslage, vielleicht eine Denksperre, aber kein Sachargument. Ich habe früher die passiv wirkende Quelle als verwirrend angesehen, aber ich habe dazugelernt. Übrigens stammt die Anregung zu diesem Beipiel von einem Mitleser. Da hätten wir schon eine Dritte Meinung.– Eine Überarbeitung ohne Diskussion werde ich nicht akzeptieren. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 11:48, 6. Dez. 2024 (CET)
::::::::Meine angekündigte Überarbeitung ist jetzt online.
::::::::Die Hauptsache der Bearbeitung betrifft die DIN-Definition der ''idealen Spannungsquelle''. Sie wird von Anfang an richtig, d.h. vollständig vorgestellt. Dadurch erübrigt sich der Abschnitt "Vervollständigung" am Ende der Vorversion, in dem der anfangs übergangene passive Betrieb schließlich als "Vervolltändigung" nachgetragen wird. Der korrekte Einstieg zieht einige Änderungen nach sich, die auch Abbildungen und Überschriften erfassen. Textabschnitte, die Inhalte anderer Artikel wiederholen, sind durch Links gestrafft. Als Schlüsselvariable für Gleichungen zu Leistung und Wirkungsgrad dient jetzt die Stromstärke, wodurch aktiver und passiver Betrieb einheitlich erfasst sind. Die vorherige spezielle Darstellung mit dem Lastwiderstand als Variable bleibt durch Links erhalten. Die Einzelnachweise 13 bis 15 in der Vorversion sind nicht entfallen, sondern stehen wie bisher im verlinkten Artikel [[Diode]]. Ich bitte um kritische Revision. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 12:16, 12. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Zur heutigen Rückgängigmachung der Überarbeitung habe ich [[Wikipedia:Dritte Meinung| dritte Meinungen (12:46, 13. Dez. 2024)]] angefragt. Beiträge dazu bitte hier anfügen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 13:12, 13. Dez. 2024 (CET)

:Du hast vor fünf Jahren versucht, den Artikel umzumodeln; dem habe ich mich widersetzt. Ein Dritter hat der Umstellung ein Ende gesetzt. Jetzt versuchst du genau dasselbe, und ich widersetze mich erneut. Ich habe dich zur angekündigten, von dir vertretbaren Fassung um Diskussion gebeten, aber da ist nichts gekommen.
:Im allgemeinen Verständnis wird eine Spannungsquelle (Batterie, Kraftwerk) als etwas Energie Abgebendes verstanden. Eine Quelle, die auch etwas aufnehmen kann, wirkt widersprüchlich. Fachsprachlich ist das eine Senke. Das Verständnis für die Vervollständigung der Spannungsquelle zu diesem Ungewöhnlichen muss aufgebaut werden. Alles andere ist didaktisch äußerst ungeschickt.
:Ich habe meinerseits die [[ Wikipedia:WikiProjekt Elektrotechnik/Qualitätssicherung]] angerufen. Von der Stelle erwarte ich eher Sachverständnis, wie eine Spannungsquelle für einen Laien verstehbar ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 16:27, 13. Dez. 2024 (CET)
::Ist es wirklich sinnvoll, PV-Zellen und Akkus bei <s>anliegender umgekehrter Spannung </s> umgekehrten Stromfluß als "Spannungsquellen" darzustellen? Nach meinem Laienverständs handelt es in diesen Fällen eher um nichtideale Stromsenken (Akkus, beabsichtigt) bzw. parasitäre Heizelemente (PV-Zellen) - insofern erscheint mir die entsprechende Grafik (mit Forsetzung in den negativen Spannungsbereich) als wenig hilfreich - wenn nicht sogar inhaltlich irreführend?
::Etwas unglücklich finde ich eine Kapitelüberschrift ''Vervollständigung'' - sollte man dem Leser nicht sagen, wohin das Modell ''vervollständigt'' bzw. erweitert wird? --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 19:11, 13. Dez. 2024 (CET)
:::Zur Klarstellung: "PV-Zellen und Akkus bei anliegender umgekehrter Spannung" hat hier bis jetzt keiner besprochen. Das ist auch nicht nötig, denn das ist der Zerstörungsbetrieb. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:47, 13. Dez. 2024 (CET)
::::<s>Umgekehrte Spannung zeigt Deine Grafik, zumindest für Akkus - hat mich wohl verwirrt.</s> Gemeint habe ich umgekehrte Stromrichtung - und in diesem Fall ist die Abweichung vom Modell einer Spannungsquelle maximal. --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 20:18, 13. Dez. 2024 (CET)
:::::[[Datei:U(I)-Kennlinien_von_idealer,_linearer_und_realen_Spannungsquellen.svg|mini|Kennlinien von Spannungsquellen: ideale SpQ (rot), lineare SpQ (türkis) und nichtlineare SpQ: (grün Solarzelle, blau: Akkumulator<ref>E. Philippow: ''Taschenbuch Elektrotechnik'', Band 6, ''Systeme der Elektroenergietechnik'', Hanser 1982, Abschn. 5.2.1, S.781</ref> )]]
:::::@[[Benutzer:Drahkrub|Drahkrub]]: Rückfrage zu: "Umgekehrte Spannung zeigt Deine Grafik, zumindest für Akkus - hat mich wohl verwirrt."
:::::Wo siehst du in der Akkukennlinie Punkte mit negativer Spannung? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:14, 13. Dez. 2024 (CET)

::::::Urgs, Achsen falsch gelesen. Entschuldigung. --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 09:27, 14. Dez. 2024 (CET)
::Hallo, ich habe gerade nach einem Beispiel für eine leicht verständliche Erklärung gesucht und in das eBook "Elektrotechnik für Dummies" von Michael Felleisen rein geschaut (aus meiner Stadtbücherei).
::Das bringt mich auf diesen Vorschlag: ein Abschnitt "Ideale und reale Spannungsquelle" mit einem einfachen Ersatzschaltbild (nur ein Widerstand, Felleisen hört danach auf), gefolgt von einem Abschnitt "weitere Ersatzschaltbilder für reale Spannungsquellen" oder "nicht-lineare Spannungsquellen".
::Nach meinem Verständnis gibt eine Spannungsquelle Energie ab, alles andere sind Verbraucher. Daraus folgt, dass ich die Möglichkeit, dass z.B. das Bauteil "Akku" sowohl Quelle als auch Senke sein kann, optional in einem weiteren Abschnitt erwähnen würde, für dessen Überschrift ich keinen Vorschlag habe.
::Grüße, --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 12:32, 18. Dez. 2024 (CET)

[[Benutzer:Saure|der Saure]] hatte [[Spezial:Diff/251349965/251350469|in der QS der Radaktion Physik um eine '''dritte Meinung''' gebeten]]. Ich versuchs mal.
* Der aktuelle Artikelstand wirkt auf mich eher akademisch als praktisch. Das mache ich daran fest, dass die Definition in der Einleitung direkt auf die Definition der [[Schaltungstheorie]] verweist. Im Sinne des Mottos "Wikipdia ist für die Leser da!" halte ich das für ungünstig, denn die Zahl der Schaltungstheoretiker, die den Artikel als Nachschlagenwerk nutzen, dürfte überschaubarer sein als die Zahl der Laien, die bspw. den Unterschied zwischen einer Strom- und Spannungsquelle verstehen wollten.
* Das Lemma ist [[Spannungsquelle]], insofern ist es gut, wenn hier die ideale Spannungsquelle behandelt wird, selbst wenn es die in der Praxis nicht gibt. Als Nutzer von elektrischer Energie erlebe ich aber einen Unterschied zwischen dem 220V-Wechselspannungsnetz, das mir so gut wie immer 230V liefert und einer 12V-Autobatterie, an der ich zwar 14,4V messe und beim Anlassen trotzdem die Innenraumbeleuchtung dunkel wird.
* Ein in meinen Augen schöner und angemessener Einleitungssatz für diese Benutzergruppe wäre:
{{Kasten|Eine Spannungsquelle ist in der Elektrotechnik eine idealiserte Quelle elektrischer Energie, die unabhängig von ihrer Belastung eine bestimmte elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen herstellt. Ihr Komplement ist die ebenfalls idealisierte Stromquelle, durch die unabhängig von äußeren Faktoren ein bestimmter Strom fließt. Reale Quellen elektrischer Energie weichen von diesen Idelabildern dadurch ab, dass bereit gestellte Spannung und fließender Strom nicht unabhängig voneinenander sind.}}
* Die Eigenschaften der idealen Spannungsquelle sollten dann im Hauptteil diskutiert werden, zur Hinführung an die reale Spannungsquelle (einschl. Erläuterung von Kennlininen) mit dem zusätzlichen Hinweis, dass ideal lineare Spannungs- und Stromquellen äquivalent sind.
* Im Abschnitt '''Arten''' würde ich einen Hinweis erwarten, inwieweit die genannten Quellen elektrischer Energie eher Spannungs- als Stromquellen sind, und wie die Beziehungen zu anderen Parametern (Nennstrom, Kurzschlusstrom, Nennspannung, Spannung an der offenen Klemme) sind, bevor dann die Spannungsquellen im Detail diskutiert werden. Apropos Arten, da fehlt mir noch der Kondensator/SuperCap, als maximale Abweichung zu beiden Idealen.
* Dann gibt's noch den Sonderfall, dass eine Spannungsquelle eine Energiesenke wird, wenn Strom und Spannung entgegengesetzt sind - da wären grundsätzlich Bezüge zum Laden von Akkus und zur Steckersolaranlage irgendwie zeitgemäß. Und natürlich auch eine Kennlinie durch zwei Quadranten, die verdeutlicht, dass Lade- und Entladekennlinie typischerweise nicht symmetrisch sind.
* Die spannungstheoretische Betrachtung, -zählpfeilsysteme, Ersatzschaltbilder usw. hielte ich in einem Abschnitt "Fachtheorie" oder ähnlich für angemessen aufgehoben.
* Die detaillierte Diskussion der Eigenschaften von Dioden und weiteren externen Lemmata sollte aus dem Artikel raus. Wenn sie erwähnt oder neue Begriffe eingeführt werden müssen, dann versucht zunächst die Bedeutung fürs Lemma beim Leser zu etablieren.
* Baut den Artikel vom Lemma her auf (induktiv). Die beste Darstellung eines Themas folgt nicht immer der Vorgehensweise, in der das Thema erarbeitet wurde. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]]12:53, 18. Dez. 2024 (CET)

::Dies ist keine dritte Meinung, sondern die eines Befangenen - speziell zum Kernpunkt der Diskussion, dass z. B. Akkumulatoren zu etwas "Ungewöhnlichem" gehören, für das das Verständnis besonders aufgebaut werden muss, weil alles andere "didaktisch äußerst ungeschickt" wäre.
::Spannungsquellen sind Betriebsmittel in der Elektrotechnik. Sie halten innerhalb betrieblicher Grenzen die Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant. Je nach Typ können sie an diesen Anschlüssen Leistung ''nur liefern'' (aktiver Betrieb, z. B. nichtaufladbare Batterien, Solarzellen, Netzgeräte, Thermoelemente) oder an denselben Außenanschlüssen Leistung ''auch aufnehmen'' (aktiver ''und'' passiver Betrieb, z. B. aufladbare Batterien, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken, einige Arten von rotierenden elektrischen Maschinen, Transformatoren).
::M. E. ist es didaktisch gerade ''nicht'' geschickt, fast den ganzen Artikel lang den falschen Eindruck zu verfestigen, dass Spannungsquellen per Definition Leistungslieferanten seien. Der Preis dafür ist z. B. ein unvollständiges Kennlinienbild (in der drei von vier Kennlinien durch Unvollständigkeit falsch sind), das sich dem Leser einprägt und das er von sich aus nicht vervollständigen kann. Eine vervollständigte, richtige Version des Bildes am Artikelende könnte hier noch etwas heilen, würde aber auch die Frage aufwerfen: Warum nicht gleich richtig?
::Es geht sehr einfach besser, siehe [https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Spannungsquelle&oldid=251183703 Version 12:16, 12. Dez. 2024] oder [https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Spannungsquelle&oldid=251310873 Version 21:11, 16. Dez. 2024] --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:46, 18. Dez. 2024 (CET)
:::Auch eine Meinung.
:::Konkret zu Deiner Frage, ob Spannungs''quellen'' per Definition Leistungs''lieferanten'' sind: ich bin überzeugt, dass der überwiegende Teil der Leser diese Bedeutung mit einer Spannungsquelle assoziiert - ganz ähnlich wie man bei Elektromotoren ja auch nicht als Zweites oder Drittes an rekuperationsfähige Bremsen denkt. Ich bin ebenso überzeugt, dass Wikipedia am wirksamsten Wissen bereit stellt, indem es die Menschen dort abholt, wo ihr Wissen (jedenfalls das von uns erwartete) heute steht, und zunächst mal die Misskonzepte aufräumen sollte (also die Vorstellung dort korrigieren, wo sie nicht durch den Stand der Wissenschaft gestützt ist), bevor sie die Vorstellungen auf noch Unbekanntes erweitert.
:::<s>Warum Du mich allerdings als Befangenen disqualifizierst, kannst wohl nur Du sagen, das gehört auch hier nicht in die Disk. Schreib mir gern was dazu auf meiner Benutzerdisk.</s> (Missverständnis geklärt, [[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] bezog das auf ''seinen'' Beitrag ) Ich hoffe, wir sind uns wenigstens einig, dass der Artikel, insbesondere die wichtige Einleitung, aktuell Deine und meine Vorstellung nicht bedient. Mach doch hier mal einen Vorschlag, wie ein guter Einleitungssatz bzw. Abschnitt aussehen könnte, dann finden wir sicher jeweils gute Aspekte im Vorschlag des jeweils Anderen und schaffen es, den Artikel zu verbessern.
:::Konkret zur Einleitung, aktuell und in der [[Spezial:PermaLink/251310873|Version 21:11, 16.Dez 2024]]: Hier fühle ich mich durch den Bezug zu Schaltungstheorie, Zweipol und Netzwerkanalyse irgendwie überfahren, da sich mir nicht erschließt, warum der Leser für die meisten Seitenaufrufe eine Theorie lernen, analysieren oder Pole zählen müsste. Da wäre IMHO weniger mehr. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 09:04, 19. Dez. 2024 (CET)
:Mir gefällt Alturands Vorschlag für die Einleitung sehr gut. Wenn man noch Batterien und Generatoren als bekannte Beipiele ergänzt, dann erhält der Leser in wenigen Sätzen die wichtigsten Informationen in verständlicher Sprache und er kann sie mit seinem Alltagswissen verbinden - genau das macht m. E. eine gute Einführung aus. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:37, 22. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Alturand|Alturand]] Zuerst danke für deinen fairen Umgang mit meinem missverständlichen "Befangenem".

An die Einleitung habe ich mich bisher nicht herangetraut, um deren Autoren nicht noch mehr zuzumuten. Ich teile deine Auffassung, dass dort der Bezug zu Schaltungstheorie, Zweipol und Netzwerkanalyse nicht angebracht ist. Hier stehen besser reale Ausführungsbeispiele, die erklären, um was für Objekte es im Artikel überhaupt geht. Der Artikel würde darüber hinaus profitieren, wenn Inhalte, die für Leser ohne Theoriekenntnisse verständlich sind, von solchen zur netzwerktheoretischen Modellbildung getrennt wären, z. B. durch separate Kapitel.
Einen Artikelbeginn will ich gern versuchen:
{{Kasten|Spannungsquellen sind elektrotechnische Betriebsmittel. Je nach Typ können sie ''elektrische Energie liefern'' (aktiver Betrieb, z. B. nichtaufladbare Batterien für die Taschenlampe, Solarzellen auf Hauserdächern, Netzgeräte im Labor, Thermoelemente zur Temperaturmessung) oder ''auch aufnehmen'' (aktiver ''und'' passiver Betrieb, z. B. aufladbare Batterien (Akkumulatoren) zur Speicherung von Solarenergie, Akkumulatoren in Mobiltelefonen oder Elektroautos, Motoren in Elektroautos für Antrieb zum Fahren und zur Energierückgewinnung beim Bremsen, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken). Spannungsquellen halten innerhalb betrieblicher Grenzen die elektrische Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant.}}
Gleich noch eine Alternative:
{{Kasten|Spannungsquellen sind elektrotechnische Betriebsmittel, die elektrische Energie liefern können (aktiver Betrieb). Beispiele sind nichtaufladbare Batterien für Taschenlampen, Solarzellen auf Häuserdächern, Netzgeräte im Labor, Generatoren in Kraftwerken. Einige Spannungsquellen können zusätzlich Energie auch aufnehmen (passiver Betrieb). Beispiele dafür sind aufladbare Batterien (Akkumulatoren) zur Speicherung von Solarenergie, Akkumulatoren in Mobiltelefonen oder Elektroautos, Motoren in Elektroautos für Antrieb zum Fahren und zur Energierückgewinnung beim Bremsen, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken).

Spannungsquellen halten innerhalb betrieblicher Grenzen die elektrische Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant.}}
--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 15:11, 19. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 15:37, 19. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 10:03, 21. Dez. 2024 (CET)

:Meine Meinung dazu könnt ihr im Archiv in der Diskussion von 2019 finden. Ich habe immer noch keine Fachliteratur gefunden, in der die Spannungsquelle mit der hier angebrachten Modellerweiterung eingeführt si d. Ich habe in der aktuellen Diskussion keine neue Argumentation gegenüber der Diskussion von 2019 finden können. Bitte neue Argumente liefern oder hier schließen. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 17:33, 21. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Ich suche auch nochmal nach Fachliteratur, welche die Kennlinie der idealen oder linearen Spannungsquelle mit Erzeuger- ''und'' Verbraucherbereich zeigen. Auch Formulierungen, wie "Spannung unabhängig vom angeschlossenen Netzwerk oder Schaltelementen" statt "unabhängig vom angeschlossenen Verbraucher" würde ich notieren. Das wird ein bisschen dauern. Vielleicht kann das Suchergebnis, als neues Argument bewertet, die Diskussion zum Abschluss bringen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:44, 21. Dez. 2024 (CET)

:Ja, wenn du Fachliteratur anführen kannst, die das so darstellt, würde das sehr helfen. Ich habe mir mindestens dreimal die Einführung der Spannungsquelle antun dürfen (Schule, Ausbildung, Studium). Zumindest bei den ersten beiden Malen hätte mir keiner damit kommen brauchen, dass eine Spannungsquelle, die als Energiequelle eingeführt wurde, auch eine Senke sein kann. Ich weiß noch, wie unser Leistungselektronikprof. uns zum Einstieg Diagramme elektroechnischer Grundelemente zeichnen ließ. Ich kann sicher sagen, dass es selbst da noch meinen Horizont überstieg. Wenn man in diesem Artikel irgendwas von dem, was du einführen möchtest, darstellen will, dann bitte nicht einleitend. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 00:07, 22. Dez. 2024 (CET)

::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]]: Hier sind einige Fachliteraturquellen, welche direkt oder indirekt auf den Erzeuger- ''und'' Verbraucherbetrieb von idealen oder linearen Spannungsquellen hinweisen. Unterstreichungen sind von mir eingefügt:
::*Albach<ref>Albach: ''Grundlagen der Elektrotechnik 1'', Pearson Studium 2008, ISBN 978-3-8273-7341-0</ref>: Text in Abschn. 3.2, S. 114: "Für eine solche [ideale] Spannungsquelle gilt: Die Ausgangsspannung ist unabhängig von dem angeschlossenen Netzwerk. Der Strom hängt von dem angeschlossenen Netzwerk ab und stellt sich z. B. im Falle eines ohmschen Widerstandes entsprechend der Beziehung <math>I=U/R</math> ein."
::*Clausert, Wiesemann<ref>Clausert, Wiesemann: ''Grundgebiete der Elektrotechnik'' 1, Oldenburg, 9.Aufl. 2002, ISBN 978-3-486275759</ref> führen in Abb. 2.30, Abschn. 2.4.2, S. 53 die Kennlinie einer linearen Spannungsquelle für den gesamten Stromstärkebereich (beide Vorzeichen) ein.
::*Haase, Garbe, Gerth<ref>Haase, Garbe, Gerth: ''Grundlagen der Elektrotechnik'', Schöneworth, 4. Aufl. 2018, ISBN 978-3-9808805-5-8</ref> stellen in Bild 2.1 in Abschn. 2.1 auf S. 14 die Kennlinie der idealen Spannungsquelle für positive und negative Stromstärken vor.
::*Hambley<ref>Hambley: ''Electric Engineering - Principles and Applications'', Pearson, 6th ed. 2016, ISBN 978-93-325-6330-8</ref> beschreibt auf S.40 die ideale Spannungsquelle mit folgendem Text: "The voltage across the [ideal independent voltage] source is independent of other elements that are connected to it and of the current flowing through it."
::*Nerreter<ref>Nerreter: ''Grundlagen der Elektrotechnik'', Hanser, 3. Aufl. 2020, ISBN 978-3-446-46456-8</ref> in Bild 1.22 Abschn. 1.5.3, S. 34: Kennlinie wie bei Clausert, Wiesemann. Als einziger Autor benutzt Nerreter für Quellen das Verbraucherzählpfeilsystem, vermutlich inspiriert durch Netzwerkberechnungs-Software.
::*Paul<ref>Paul: ''Elektrotechnik und Elektronik für Informatiker'', Band 1, Teubner 1994, ISBN 3-519-02126-9</ref> zeichnet in Abschn, 2.1.1.1, Bild 2.1.1, S.70 die Kennlinie einer (unabhängigen) idealen Spannungsquelle mit textlich markiertem Erzeuger- und Verbraucherbereich.
::*Prechtl<ref>Prechtl: ''Vorlesungen über die Grundlagen der Elektrotechnik.'' Band 1, 2. Aufl. 1994,Springer Wien / New York, ISBN 3-211-82553-3</ref> zeichnet in Abb. 8.9 in Abschn. 8.4 die Strom-Spannungskennlinien der idealen und einer realen Spannungsquelle für positive und negative Stromstärken. In Abb. 8.21 auf S. 123 erfasst er auch die Kennlinie einer linearen Gleichspannungsquelle mit beiden Stromstärkenvorzeichen.
::--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 11:19, 23. Dez. 2024 (CET)
:::Vielen Dank für die Quellenliste. Ich habe heute aus einer Bibliothek Nerreter in deiner Auflage und Clausert & Wiesemann in der 13.Auflage von 2022 ausgeliehen. Die anderen Bücher haben sie dort leider nicht. IMHO zeigen diese beiden Bücher "eigentlich" nur einen Quadranten. In beiden Büchern wird eine Kennlinie gezeigt, die die Achsen schneidet und erst kurz danach aufhört. Ich nenne das im folgenden Text Stummel und glaube, dass die Zeichnungen einfach etwas ungenau sind und du in diese Stummel zuviel hinein interpretiert hast. Begründung: 1) der begleitende Text schweigt sich dazu aus 2) bei Clausert & Wiesemann gibt es auch noch eine Zeichnung zur Ersatzstromquelle - bei mir 2.49 b) - in der die Kennlinie genau einen Quadranten ohne Stummel zeigt. Bei Nerreter gibt es die Bilder 1.20 und 1.21 zur idealen Spannungs- und Stromquelle, die auch genau einen Quadranten ohne Stummel zeigen. Wie passt das zu den linearen Ersatzschaltbildern mit Stummeln? Aus meiner Sicht nur, wenn die Zeichnungen mit Stummeln einfach etwas ungenau sind... Zum Vergleich: Kennlinien mit 2 "echten" Quadranten siehe z.B. Clausert & Wiesemann, Abschnitt 2.5 "Nicht-Lineare Zweipole" (S.63).
:::Falls mir in diesen beiden Büchern etwas entgangen ist, gerne her damit - dafür sind Diskussionen da. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 20:34, 7. Jan. 2025 (CET)
::::Dass die Autoren ungenau gezeichnet haben, ist natürlich auch möglich. Mit dieser etwas unfreundlichen Deutung wäre ich vorsichtig. Bei Paul (siehe Quellenliste) ist die über zwei Quadranten gehende Kennlinie der idealen Spannungsquelle ganz sicher nicht als Stummel zu deuten, zumal die Hälften auch noch mit "Verbraucher" und "Erzeuger" beschriftet sind. Auch Haase/Garbe/Gerth und Prechtl verstehe ich nicht als ungenaue Zeichner. Mein Problem ist: Wer die Kennlinie der idealen Spannungsquelle nur in einem Quadranten angibt, setzt sich in Widerspruch zu ihrer Definition und entzieht der linearen Schaltungstheorie den Boden. Deshalb genügen mir auch Stummel als Hinweis, dass der Stummelzeicher es durchgehend meint. Zum didaktischen Aspekt habe ich heute schon geschrieben. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:12, 7. Jan. 2025 (CET)
:::::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Ich verstehe deine Motivation. Ich sehe allerdings ein Problem darin, im "einfachen Teil" des Artikels eine Kennlinie zu zeigen, die man so nur in wenigen Fachbüchern findet. Ich finde meine Interpretation auch nicht unfreundlich. Fakt ist, dass die Bilder leider nicht konsistent sind. Wie man sie interpretiert, hängt deshalb sehr davon ab, was man erwartet. Deshalb schlage ich vor, die Kennlinie für die ideale Spannungsquelle mit einem Verbraucher-Quadranten, um die es dir im Beitrag zur Didaktik vermutlich geht, erst im anspruchsvollen Teil zur Schaltungstheorie einzuführen, mit dem Beleg von Paul. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 22:28, 7. Jan. 2025 (CET)
::::::Was hältst du von folgendem "workaround"? Das Bild vollständig zu zeigen, im Text aber die Leser zu bitten, vorläufig nur den Bereich positiver Stromstärken zu beachten und für den Rest auf "weiter unten" zu verweisen. Ich habe einfach Bauchschmerzen dabei, ein unnötig -milde gesagt - "vereinfachtes" Bild zu präsentieren. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:00, 7. Jan. 2025 (CET)
<references />
:::Danke für die Auflistung. Jetzt kann ich das schwierig prüfen, da ich die Literatur nicht im Haus habe. Im Haus habe ich ''Philippow: Grundlagen der Elektrotechnik, 10. Auflage, ISBN 3-341-01241-9''. Auf S. 43 Einführung der Spannungsquelle und Aufladung von Elektroden. Ab S. 220 dann Spannungsquelle und Entwicklung ESB mit 1-Quadrantenkennlinie. Behandeln die von dir genannten Werke und Fundstellen Grundlagen? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 11:37, 23. Dez. 2024 (CET)
::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] "Behandeln die von dir genannten Werke und Fundstellen Grundlagen?" Ja, das sind alles "nur" Grundlagenbücher (siehe auch Titel), keine Werke zur theoretischen Elektrotechnik. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 12:03, 23. Dez. 2024 (CET)
:::::Wird in den Werken die Spannungsquelle gleich erweitert eingeführt oder wird erst grundlegend eingeführt und dann erweitert? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 12:19, 23. Dez. 2024 (CET)
::::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Ich habe den Eindruck, dass unser ''Problem mit den Leistung aufnehmenden Spannungsquellen als untypischer Sonderfall'' für die Autoren überhaupt nicht existiert. Alle in den Nachweisen beschriebenen Beispiele, die mit mehreren Quellen und Widerständen modelliert werden, führen mit Kirchhoff auf lineare Gleichungen. Da können die durch Quellen fließende Stromstärken je nach den Werten der Widerstände und Quellenspannungen positiv oder negativ ausfallen und die entsprechende Leistung von der Quelle abgegeben oder aufgenommen werden. Das wird nicht als Thema für weitere Erklärungen angesehen.
::::::Ein Beispiel dafür liefert Albach auf S. 135f mit Abb. 3.30. Er schreibt: “In einem Netzwerk mit mehreren Quellen kann ein Teil der Quellen als Verbraucher wirken, wenn sie nämlich die von anderen Quellen abgegebene Energie aufnehmen. Dieser Zustand ist gewollt beim Nachladen einer Batterie.” Die Leistung einer idealen Quelle wird mit <math>P=U_0I</math> einmal an anderer Stelle angegeben. Dass die Umkehr des Vorzeichens von <math>P</math> wegen Stromumkehr die Umkehr der Leistungsrichtung bedeutet, wird nirgends weiter erklärt. Der Autor hält das wohl für selbstverständlich.
::::::Bei Nerreter entsteht zunächst der Eindruck, dass er der idealen Spannungsquelle nur aktiven Betrieb zutraut, indem er auf S. 33 in Bild 1.20 die Quellenspannungskennlinie nur für Stromstärken eines Vorzeichens zeichnet. Diese Beschränkung ist schon auf der nächsten Seite kommentarlos verschwunden, indem im Bild 1.22 für die Kennline der linearen Spannungsquelle (vgl. meinen letzter Beitrag) die im Hintergrund stehende ideale Kennlinie als unabhängig von ''jedem'' Stromstärkewert vorausgesetzt wird.
::::::Ich habe nicht die Zeit, alle Quellen auf deine Fragestellung hin noch einmal zu untersuchen. Mein Eindruck ist, dass die Autoren keine besondere didaktische Zumutung darin sehen, in der theoretischen Behandlung in Rechenmodellen die ideale - und von dieser weitervererbt - die lineare Spannungsquelle durch ''unbegrenzte Kennliniengeraden'' zu beschreiben. Dass z. B. Akkumulatoren auch aufgeladen werden können, ist ihnen vermutlich ebenso selbstverständlich, wie den meisten von uns.
::::::--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:49, 23. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:58, 23. Dez. 2024 (CET)
:::::::Wir könnten jetzt darüber diskutieren, welche Form der Einführung üblich sei und ich würde zur Einführung mit einem Quadranten tendieren, was dir vermutlich nicht helfen würde, meinen Standpunkt zu verstehen. Vielleicht fang ich bei meinem Standpunkt mal kurz mit [[WP:OMA]] an. Theoretisch müssten wir den Artikel so schreiben, dass ihn jeder Anwalt oder Bäcker versteht. Das ist aktuell nicht der Fall. Ihn einleitend in deinem Sinne zu erweitern, würde die Situation nicht verbessern. Wir leben in einer Gesellschaft, in der es nicht mehr normal zu sein scheint, Energieerzeugung von Energiewandlung unterscheiden zu können. Bei WP wird der übliche Sprachgebrauch verwendet (siehe z.B. [[Stromerzeugung]] und zugehörige Diskussion) und so müssen teilweise sogar physikalische Einordnungen, also die korrekte Darstellungen von Dingen, die uns Gott oder das heilige Spaghettimonster gegeben haben, verteidigt werden. In dieser Situation kommst du jetzt und willst Dinge, die in einfacher Form schon so komplex sind, dass sie im allgemeinen nicht verstanden werden, noch komplexer machen. Ich hatte es oben schon geschrieben: Wenn es unbedingt sein muss, bitte nicht einleitend sondern als erweiternder Abschnitt im Artikel und zusätzlich, nicht weiter, als es die Beleglage zulässt. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 22:54, 23. Dez. 2024 (CET)

Bei einer Überarbeitung des Artikels sollten folgende Fakten beachtet werden:
:(1) Der Artikel [[Spannungsquelle]] behandelt (laut Definition an Anfang) die ''Spannungsquelle in der Schaltungstheorie'', also nur das („nichtkäufliche“) ''Modell'' einer „tatsächlich existierenden“ Spannungsquelle, wie es in der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Theorie der elektrischen Netzwerke]] verwendet wird. Deshalb haben hier beispielsweise die Begriffe [[Spannungsregler |geregelte Spannungsquelle]] oder [[Labornetzteil]] eigentlich nichts zu suchen. Die Missverständnisse diesbezüglich könnte man eventuell durch Umbenennung in [[Spannungsquelle (Schaltungstheorie)]] verringern, wie es auch bei [[Stromquelle (Schaltungstheorie)]] getan wurde. Ein Laie muss einen „Artikel zur Schaltungstheorie der Elektrotechnik“ nicht sofort verstehen. Eine deutliche Abgrenzung zu „tatsächlich existierenden Spannungsquellen“ ([[Elektrische Energiequelle|elektrischen Energiequellen]]) in der Einleitung wäre allerdings vorteilhaft.
:(2) Eine (ungesteuerte oder [[Gesteuerte Quelle|gesteuerte]]) Spannungsquelle (ideal oder real, linear oder nichtlinear, resistiv oder reaktiv) ist zwar ein aktiver [[Zweipol]] bzw. [[Zweitor|Vierpol]], das heißt aber nicht, dass sie immer (!) Energie abgeben muss. Letzterer „Normalfall“ tritt nur bei geeigneter Beschaltung zutage. Schon eine [[Leerlauf (Elektrotechnik)|leerlaufende]] Spannungsquelle gibt keine Energie ab. Werden ''zwei aktive Zweipole'' zusammengeschaltet, dann arbeitet einer als Generator und der andere als Verbraucher – es bleiben aber aktive Zweipole! Bei resistiven Zweipolen lässt sich das gut an ihren sich schneidenden Kennlinien darstellen. Leider wird das in der Literatur selten ausführlich behandelt. Manchmal findet man das Thema unter dem Begriff „Zusammenschaltung von aktiven Zweipolen“ ({{Literatur|Autor=Reinhold Paul|Jahr=1993|Titel=Elektrotechnik 1 – Felder und einfache Stromkreise|Ort=Berlin Heidelberg New York|ISBN=3-540-55753-9|Verlag=Springer-Verlag}}). Für das grundlegende Verständnis ist das nicht vordergründig, aber der Fachmann sollte (wie die obige Diskussion zeigt) damit vertraut sein. Deshalb ist der Abschnitt „Vervollständigung“ durchaus angebracht, wenn auch mit einem „passenderen“ Titel (beispielsweise „Spannungsquelle als Verbraucher“).
:(3) In der Schaltungstheorie treten ''passiv betriebene'' Spannungsquellen meistens in Ersatzschaltungen von nichtlinearen Bauelementen auf. Neben der hier aufgeführten Diode stellen die Ersatzschaltbilder von [[Z-Diode#Ersatzschaltbild|Z-Diode]] und von [[Ersatzschaltungen des Bipolartransistors|Bipolartransistor]] solche Beispiele dar, denn bei der [[Linearisierung#Tangente|Linearisierung]] von nichtlinearen Kennlinien entsteht im Allgemeinen ein konstantes Glied, welches durch eine ideale Quelle repräsentiert werden muss. Ein extremes Beispiel ist das [[en:Two-port_network#Impedance_parameters_(z-parameters)|Ersatzschaltbild eines Zweitors]] mit zwei Widerständen und zwei gesteuerten Spannungsquellen, welches natürlich auch für passive umkehrbare Zweitore aus rein ohmschen Widerständen gilt.
:-- [[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:09, 24. Dez. 2024 (CET)

:Danke für den Input. Wie soll das Beachtung finden? Das hilft in der aktuellen Form in der Diskussion nur bedingt weiter, wenn du es nicht konkretisierst. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 12:35, 24. Dez. 2024 (CET)

== Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung ==

Ich habe als Basis den Vorschlag von Alturand genommen und davor noch ein paar Sätze ergänzt, die an Erklärungen im Buch "Elektrotechnik für Dummies" und die verlinkten Wiki-Artikel angelehnt sind.

{{Kasten|Eine Spannungsquelle hat zwei elektrische Pole mit unterschiedlichen [[elektrisches Potential|elektrischen Potentialen]]. Die Differenz zwischen den beiden Potentialen wird als [[elektrische Spannung]] bezeichnet. Werden die beiden Pole durch ein [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch leitfähiges]] Bauelement miteinander verbunden, fließt ein [[elektrischer Strom]]. Die Spannungsquelle gibt dabei [[elektrische Energie]] an das verbundene Bauelement ab. Verbundene Bauteile, die Energie aufnehmen, nennt man Verbraucher oder Belastung. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind [[Elektrischer Generator|elektrische Generatoren]] und [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]].

Eine ideale Spannungsquelle stellt unabhängig von ihrer Belastung eine konstante elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen her. Ihr Komplement ist die ebenfalls idealisierte [[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]], durch die unabhängig von äußeren Faktoren ein bestimmter Strom fließt. Reale Quellen elektrischer Energie weichen von diesen Idealbildern dadurch ab, dass bereit gestellte Spannung und fließender Strom sich abhängig von der Belastung ändern.}} --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 20:59, 26. Dez. 2024 (CET)

Meine Alternative, die [[Benutzer:Reseka]]s Beitrag berücksichtigt und meine vorigen Versionen ersetzt:
{{Kasten|'''Spannungsquelle (Schaltungstheorie)'''

'''Spannungsquellen''' sind Einrichtungen zur Erzeugung einer [[Elektrische Spannung|elekrtischen Spannung]] mit einem vorgegebenem Wert oder Zeitverlauf. Beispiele sind [[Batterie]]n, [[Akkumulator]]en, [[Solarzelle]]n, [[Elektrischer Generator|Elektrische Generatoren]] in Kraftwerken, [[Steckdose]]n im Haushalt, [[Netzteil]]e zum Aufladen von Mobiltelefonen, [[Notstromaggregat]]e, [[Fahrraddynamo]]s und viele andere. Gegenstand dieses Artikels ist nicht die detaillierte technische Beschreibung dieser Einrichtungen, sondern die mathematische Modellierung ihres Betriebsverhaltens.

Ausgangspunkt ist das theoretische Modell der "idealen Spannungsquelle". Deren Spannung ist unabhängig vom Netzwerk, mit dem sie verbunden ist, d. h. durch sie kann ein beliebiger Strom fließen, ohne ihre Spannung zu beeinflussen.
Der Artikel setzt Grundkenntnisse über elektrische Netzwerke voraus.}}--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:48, 26. Dez. 2024 (CET)

:Danke für deinen Vorschlag, aber lies mal bitte [[WP:Einleitung]]. Dein Vorschlag ist für eine Enzyklopädie leider nicht so gut. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 23:12, 26. Dez. 2024 (CET)
::In beiden Ansätzen gibt es Punkte, die mir gefallen und solche, die mir weniger gut gefallen. Ich bleibe mal bei der gleichen Reihenfolge, wie im Text:
::* der erste Satz gefällt mir in der Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] deutlich besser. Denn er sagt klar, was eine Spannungsquelle ist. Die Einschränkung auf "vorgegebenen Wert oder Zeitverlauf" ist IMHO hier nicht notwendig und sogar falsch, wenn ich bspw. mal an meine Solarpanels denke. Gaaanz präzise gesagt, muss die Spannung dort auch nicht erzeugt werden, sondern es reicht, wenn sie an den Polen "abgegriffen" werden kann bzw. die Spannungsquelle die Spannung dort zur Nutzung bereitstellt.
::* den Übergang zur idealen Spannungsquelle finde ich bei @[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] schöner, naja, den hatte ich ja auch schon nach längerer Überlegung selbst so ähnlich formuliert, ich bin also befangen. In der Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] muss die Meta-Aussage über den Artikel, IMHO nicht sein. Es geht ums Lemma und nicht um die Voraussetzungen, einen Artikel zu lesen. Die Umabhängigkeit der Spannung vom durch die SQ fließenden Strom find ich aber gelungener als meine Phrase "unabhängig von der Belastung".
::* Das Ding mit der Energiequelle oder -senke sollte (nach etwas Nachdenken) vielleicht nicht unbedingt direkt in die Einleitung. Da finde ich auch die Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] eingängiger, weil sie für mein Empfinden präziser auf das Lemma bezogen ist. Hier stört mich die Meta-Aussage auch wieder (s. nächster Punkt)
::* Es gibt die grundsätzliche Frage: Ist eine Spannungsquelle eine (Lemma!) eine theoretische "ideale Spannungsquelle" oder eine praktische mit einer Kennlinie durch 2 (oder 3,4) auf die eine oder andere Art relevante Quadranten. Der aktuelle Artikel beschreibt stärker den ersten Aspekt, die Erwartung der Lesenden dürfte eher den zweiten Aspekt treffen. Da IMHO das Lemma beides abdeckt, sollte der Artikel beides beschreiben und dementsprechend insgesamt neu strukturiert und ausbalanciert werden.
::--[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 09:14, 27. Dez. 2024 (CET)

::::@[[Benutzer:Dermartinrockt]] zu deinem Beitrag 23:12, 26. Dez. 2024 (CET): Deine Meinung könnte hier am besten zur Geltung kommen, wenn auch du einen Einleitungsentwurf vorstelltest.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 10:41, 27. Dez. 2024 (CET)
:::::Der Ursprung der Diskussion, also der Änderungswille, liegt nicht bei mir. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 14:35, 27. Dez. 2024 (CET)
:::Rückmeldungen eingearbeitet und beide Vorschläge kombiniert.

:::Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine [[elektrische Spannung]] bereit. Sie hat zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]] mit unterschiedlichen [[elektrisches Potential|elektrischen Potentialen]]. Werden die beiden Pole durch [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch leitfähige]] Bauelemente miteinander verbunden, fließt ein [[elektrischer Strom]]. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind [[Elektrischer Generator|elektrische Generatoren]] und [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]].

:::Eine ideale Spannungsquelle stellt eine konstante elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen bereit. Diese Spannung ist unabhängig von dem Netzwerk, mit dem sie verbunden ist. Durch die Spannungsquelle kann also ein beliebiger Strom fließen, ohne dass sich die Spannung dadurch ändert. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealbild dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:00, 27. Dez. 2024 (CET)

Ich finde [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebins]] Fassung passend. Im folgenden Kasten nochmal der geringfügig gestraffte Text, (hoffentlich) ohne inhaltliche Veränderung.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine elektrische Spannung bereit. Werden ihre Außenanschlüsse durch elektrisch leitfähige Bauelemente miteinander verbunden, fließt ein elektrischer Strom. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind elektrische Generatoren und Batterien.

Die (erdachte) ''ideale'' Spannungsquelle hat zwei Pole. Sie stellt zwischen diesen eine elektrische Spannung bereit, die unabhängig von dem mit ihr verbundenen Netzwerk ist; d.h. sie hält diese Spannung bei beliebiger Stärke und Richtung des Stroms aufrecht. ''Reale'' Spannungsquellen weichen von diesem Idealbild ab. Ihre Spannung ändert sich mit dem durchfließenden Strom.}}--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 17:00, 27. Dez. 2024 (CET)

:Wieso elektrisch leitfähige Bauelemente? Finde ich in Bezug auf das Modell der idealen Spannungsquelle unpassend. Was spricht gegen "elektrischer Leiter"? Elektrische Bauelemente sind nur eine Teilmenge davon. Selbst bei der realen Spannungsquelle. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 18:40, 27. Dez. 2024 (CET)
::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Sehe ich genau umgekehrt. Wikipedia selber beschreibt einen elektrischen Leiter als Mittel zum Transport von Elektronen mit möglichst geringen Widerstand, was hier eine unnötige Einschränkung wäre. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 19:47, 27. Dez. 2024 (CET)
:::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]]: Das sehe ich wie [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]]. Ein elektrischer Leiter ist kein Bauelement. Er würde die Spannungsquelle allenfalls kurzschließen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:28, 27. Dez. 2024 (CET)
::::Ich halte den Satz für unpräzise: Auch bei einer RLC-Reihenschaltung als Last fließt zeitweise ein Strom obwohl der Kondensator weder als Leiter noch als leitfähiges Bauelement gelten dürfte. Hingegen fließt kein Strom, wenn die SQ mit einer ebenfalls leitfähigen Spannungsquelle gleicher Spannung in Gegenrichtung beschaltet wird.
::::Die Spannungsquelle stellt zwischen ihren Polen/Klemmen eine elektrische Spannung (Potentialunterschied wäre auch wieder falsch, denken wir an Induktion mit ringförmigen E-Feldern) her, als "ideale" Spannungsquelle unabhängig vom durch hinein- oder herausfließenden Strom, ansonsten beschrieben durch ihre Kennlinie. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 21:05, 27. Dez. 2024 (CET)
:::::@[[Benutzer:Alturand|Alturand]] Was folgt daraus? Ich sehe zwei Optionen für die Einleitung: Erstens allgemeinverständlich, also möglichst einfache Begriffe und Vertiefung in einem späteren Abschnitt. Zweitens wie jetzt - Fachbegriffe, die präziser sind, dafür aber durchschnittliche Abiturienten überfordern.
:::::Mein Vorschlag gilt nur für die erste Option. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 21:41, 27. Dez. 2024 (CET)
::::::Ich würde den zweiten Satz so formulieren: Bei Verbindung ihrer Außenanschlüsse mit elektrischen Bauelementen oder einem Netzwerk kann ein elektrischer Strom fließen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:20, 27. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:41, 27. Dez. 2024 (CET)
::::Was ist Strom? Die gerichtete, erzwungene Bewegung freier Ladungsträger in einem elektrischen Leiter. In einem elektrischen Bauelement müssen sich also leitfähige Stoffe befinden. Nenne mir ein elektrisches Bauelement, in dem Stromfluss nicht über irgendeinen elektrischen Leiter erfolgt. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 19:01, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::Der Kondensator! --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:37, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::Und es gibt keinen Stromfluss zum Feldaufbau? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 20:25, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::Beim Bauelement Kondensator verstehe ich den Konvektionsstrom in seinen Zuleitungen nicht als wesentlich für sein Wirkprinzip.
:::::::Was ist falsch an dem Satz: "Bei Verbindung ihrer Außenanschlüsse mit elektrischen Bauelementen oder einem Netzwerk kann ein elektrischer Strom fließen."? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:56, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::Flasch nichts. Was ist ein "Netzwerk"? Mir brauchst du das nicht erklären, aber dem Leser. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:12, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Ich wiederhole die Frage und bitte dich dabei, dir vorzustellen, alle Wörter wie ''Verbindung'', ''Außenanschlüsse'', ''elektrisches Bauelement'', ''Netzwerk'' und ''elektrischer Strom'' seien durch Wikipedia-Links erklärt.
:::::::::Also, was ist falsch an dem Satz? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:31, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::::Wir haben selbst zu Beginn der gesamten Diskussion nicht daüber diskutiert, dass was falsch ist. Es geht um Verständlichkeit. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:44, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Der wesentliche Punkt ist aus meiner Sicht, dass der Begriff mehrdeutig verwendet wird. Du meinst den Gegensatz zum Isolator. Beispielsweise https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/elektrische-leiter definiert ihn anders. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 19:46, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::Es gibt Leiter und Nichtleiter (Isolator)? Egal. Das Ding ist, das eine reale Spannungsquelle alles mögliche sein kann und auch ein Leiter. Den idealen Nichtleiter gibt es in Realität nicht, sodass bei genug Spannung theoretisch alles zum Leiter werden kann. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 20:32, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::Kannst du den Satz: "Das Ding ist, das[s] eine reale Spannungsquelle alles mögliche sein kann und auch ein Leiter." an einem Beispiel für ''Spannungsquelle'' und für ''Leiter'' erklären. Vielleicht erkenne ich dann auf den zweiten Blick, dass er gar nicht absurd ist. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:07, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::"Absurd" ist kein Argument. Sag, was du an meinem Standpunkt nicht verstehst. Es gibt reale technische und natürliche Spannungsquellen und im Zusammenhang damit alles mögliche an Leitern. Was muss ich dazu noch erläutern, damit klar wird, was ich meine? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:11, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Dass eine Spannungsquelle oder ein Leiter alles Mögliche sein kann, ist nichtssagend. Es ist das Ziel des Artikels, die Spannungsquelle zu erklären. "Alles Mögliche" reicht dafür nicht. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:35, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::::Worauf bezieht sich deine Aussage? Es ging mal um elektrische Leiter und eletrische Bauelemente und was von was eine Teilmenge sei. Wir können es an dieser Stelle sein lassen. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:46, 28. Dez. 2024 (CET)
Hier noch ein überarbeiteter Vorschlag, der auch auf Gleich- und Wechselspannung eingeht, einen typischen Anwednugsfall enthält und am Ende in die Formulierungen aus dem aktuellen Artikel übergeht.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine [[elektrische Spannung]] bereit.
Sie hat zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Eine [[Gleichspannung]]squelle erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel. Ein bekanntes Beipiel hierfür ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]. Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist ein [[elektrischer Generator]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt.

Im Idealfall hängt die Spannung, die die Spannungsquelle bereit stellt, gar nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab. Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt.
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

usw...

:}} --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 14:15, 30. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]]: Ich finde deinen Vorschlag gut. Wenn du meine Änderungen vor "Diese erzeugt am Minuspol..." unpassend findest, können sie auch wieder weg. Hier die ganze Einleitung.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt [[elektrische Spannung]] bereit.
In der Ausführung als [[Gleichspannung]]squelle hat sie zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Diese erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel. Ein bekanntes Beipiel hierfür ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]. Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist ein [[elektrischer Generator]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt.

Im Idealfall hängt die Spannung, die die Spannungsquelle bereit stellt, gar nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab. Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt.
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

Eine Spannungsquelle dient vorzugsweise als [[elektrische Energiequelle]], die abhängig vom angeschlossenen Verbraucher elektrischen Strom liefert, dabei aber nicht mit einer ''[[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]]'' (siehe [[#Zusammenhang|unten]]) verwechselt werden darf. Ferner kommt sie als Lieferant von [[Elektrisches Signal|elektrischen Signalen]] vor.

Eine Spannungsquelle kann auch ein Gegenstand sein, der lediglich ein [[elektrisches Feld]] erzeugen kann, dabei aber nur kurzzeitig oder in nicht verwertbarem Umfang zur Stromabgabe fähig ist.}} --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:10, 30. Dez. 2024 (CET)

:Bitte erkläre den Zweck deiner Änderung. Ich verstehe sie nicht. Jede Spannungsquelle hat zwei Pole, nicht nur die Gleichspannungsquelle. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 18:14, 30. Dez. 2024 (CET)
::Die in der Einleitung erwähnten Generatoren haben mehrheitlich drei oder vier Pole, weil sie Drehstron liefern. (PAs entfernt--[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 05:04, 31. Dez. 2024 (CET)) --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:12, 30. Dez. 2024 (CET)
:::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Danke. Ich ändere das verlinkte Beispiel auf Wechselstromgenerator, weil es besser passt. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 20:58, 30. Dez. 2024 (CET)
::::Ich habe den Artikel entsprechend überarbeitet. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:16, 4. Jan. 2025 (CET)
:::::[[Benutzer:Saure]] sieht noch Diskussionsbedarf, den ich hier nicht wahrgenommen habe. Leider hat er deshalb ohne Diskussionsbeitrag einen Revert gemacht.
:::::Sollte mein Vorschlag für die Einleitung im weiteren Diskussionsverlauf Zustimmung finden, schlage ich als nächsten Schritt vor, die Abschnitte zum Thema Grundlagen (Bezeichnungen, ideale und reale Quelle und Leistung) direkt hinter die Einleitung zu verschieben. Damit könnten nicht vorbelastete Leser das Wesentliche verstehen.
:::::Dahinter sollten dann weitere Themen vertieft werden. Eine geeignete Reihenfolge dafür ist m.E. tatsächlich noch offen und sollte in einem anderen Abschnitt als diesem diskutiert werden. Grüße, --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 10:47, 5. Jan. 2025 (CET)
::::::Gegenvorschlag:
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt [[elektrische Spannung]] zwischen ihren [[Elektrischer Pol|elektrischen Polen]] bereit.
<s>In der Ausführung als [[Gleichspannung]]squelle hat sie zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Diese erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel.</s> Ein bekanntes Beipiel für eine [[Gleichspannung]]<nowiki />squelle<s>hierfür</s> ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]].<s>Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig.</s> Ein bekanntes Beispiel für eine [[Wechselspannung]]<nowiki />squelle<s>hierfür</s> ist ein [[elektrischer Generator]].

Im Idealfall hängt die bereitgestellte Spannung<s>, die die Spannungsquelle bereit stellt,gar</s> nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab.<s> Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung.</s> Bei realen <s>Reale</s> Spannungsquellen <s>weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass</s> ändert sich die bereitgestellte Spannung <s>ändert, wenn sich der </s> mit dem Strom<s> ändert</s>, der durch sie fließt gemäß einer [[Kennlinie]] .
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle als [[elektrische Energiequelle]] dient und [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt. Dazu liefert sie zusätzlich zur Spannung als [[Stromquelle]] einen [[elektrischer Strom|elektrischen Strom]]<s>Eine Spannungsquelle dient vorzugsweise als [[elektrische Energiequelle]], die abhängig vom angeschlossenen Verbraucher elektrischen Strom liefert, dabei aber nicht mit einer ''[[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]]'' (siehe [[#Zusammenhang|unten]]) verwechselt werden darf.</s> Ferner kommt sie als Lieferant von [[Elektrisches Signal|elektrischen Signalen]] vor.

Eine Spannungsquelle kann auch ein Gegenstand sein, der lediglich ein [[elektrisches Feld]] erzeugen kann, dabei aber nur kurzzeitig oder in nicht verwertbarem Umfang zur Stromabgabe fähig ist.}}
::::::* Den ersten Absatz habe ich knapper gefasst und auf die Spannungs'''quellen''' fokussiert.
::::::* Absatz 2 und 4 erschienen mir ähnlich genug, um sie zusammenzufassen.
::::::* In Absatz 4 habe ich den POV "vorzugsweise" entfernt und den Meta-Satz über die Artikelstruktur. Da sollte das Tag "Zusammenhang zwisschen Spannungs- und Stromquelle" heißen.--[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 12:06, 5. Jan. 2025 (CET)
:::::::Finde ich auch gut. Ein kleines Problem sehe ich noch: Das, was dann unter dem Tag "Zusammenhang zwischen Spannungs- und Stromquelle" steht, ist ziemlich anspruchsvoll. Der zweite Satz beginnt mit: Eine beliebige Anordnung von linearen Spannungs- und Stromquellen... - ohne dass zuvor erklärt wurde, was eine einzelne lineare Spannungsquelle ist.
:::::::Wennn man die Abgrenzung zwischen den beiden Quellenarten so wichtig findet, dass sie weit vorne erklärt werden sollte, dann sollte man deshalb einen leicht verständlichen Satz dazu am Ende der Einleitung ergänzen und den Abschnitt "Zusammenhang zwischen Spannungs- und Stromquelle" weiter hinten platzieren. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 12:53, 5. Jan. 2025 (CET)
::::::::Nachtrag: Sorry, ich war zu schnell. Diesen Satz würde ich so nicht stehen lassen: "Dazu liefert sie zusätzlich zur Spannung als Stromquelle einen elektrischen Strom." Der Link zur Stromquelle ist uneindeutig und der Unterschied (konstante Spannung oder konstanter Strom) wird nicht klar. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 13:00, 5. Jan. 2025 (CET)

== Zurück zur Frage nach Dritten Meinungen ==

Für mich ist eine Spannungsquelle ein Gerät oder eine Einrichtung, die eine gewisse Spannung vorhält und dazu in der Lage ist, Energie abzugeben. Weil dagegen eine andere Vorstellung vertreten wird, habe ich um Dritte Meinungen gebeten. Dank an alle Mitdenkenden! Dabei habe ich mich bisher zurückgehalten, im Gegensatz zu Modalanalytiker. Im Interesse der Verständlichkeit der WP geht es um die Frage, mit welcher Vorstellung ein unkundiger Leser an das Thema herangeht. Dort sollte der Arikel ansetzen.

Oben mein erster Satz ist auch für einen Akkumulator gültig. Darum und wirklich nur darum baut man einen Akku in ein Kfz oder ein Handy ein. Das Besondere am Akku ist, dass der Energie abgebende elektrochemische Prozess umgekehrt werden kann, aber das gehört nicht zur Aufgabe oder zum Kennzeichen einer Spannungsquelle. Genausowenig komme ich auf die Idee, einen Motor, der zur Energierückgewinnung verwendet wird, als Spannungsquelle zu bezeichnen. Denn er hält keine Spannung vor. Eine Spannungsquelle (Taschenlampenbatterie, Thermoelement, Solarzelle, Kraftwerk) kann nichts weiter als Spannung vorhalten und Energie abgeben. Die schöne Beigabe des Akkus, dass er er aufladbar ist, wozu er wie ein Verbraucher Strom aufnehmen kann, kann nicht zum allgemeinen Kennzeichen einer Spannungsquelle gemacht werden. Genausowenig sehe ich, ob im Artikel [[Elektrischer Generator]] die Umkehrfunktion des Motors beschrieben wird, vielmehr wird er als "Gegenstück" bezeichnet.

Die bisherige Diskussion lese ich so, dass die Dritten die Spannungsquelle ebenso sehen wie ich. Ehe weiter versucht wird, in der Einleitung eine andere Auffassung unterzubringen, bitte ich um Grundsatzklärung, welche Beschreibung einer Spannungsquelle bei WP vertreten werden soll. Auf die Tatsache, dass manche Spannungsquellen mehr können als oben angegeben, sollte wie bisher am Ende des Artikels eingegangen werden, egal ob das Kapitel "Vervollständigung" heißt oder besser "Spannungsquelle als Verbraucher".

Besonders lecker finde ich den Beitrag, wonach "Steckdosen im Haushalt" als Spannungsquelle aufgelistet werden. Physikalisch korrekt ist eine Spannungsquelle ein spezieller Energiewandler, das ist eine technische Einrichtung, die elektrische Energie durch einen Umwandlungsprozess aus anderer Energie zur Verfügung stellt. Ich sehe nicht, wie eine [[Steckdose]] dieserart umwandeln soll; vielmehr ist sie Zubehör in der [[Elektroinstallation]]. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:18, 5. Jan. 2025 (CET)

:Hmmm...eins habe ich in den paar Jahren Wikipedia lernen dürfen: "für mich" ist oft nicht ausschlaggebend. Ich sehe Argumente für und gegen Deine Einschätzung. Aus installationstechnischer Sicht ist die Spannungsquelle die Einrichtung, an der man zwischen zwei Polen eine Spannung vorfindet - aus physikalisch-theoretischer Sicht ist sie eher die Einrichtung, welche die Spannung erzeugt, also ohne die keine Spannung existieren würde. Ich neige zur ersten Sichtweise - wegen der Fragen: ist ein Transformator, ein Netzteil, ein Spannungsteiler eine Spannungsquelle? Ich denke schon, jedenfalls aus der Sicht der meisten Interessenten, die eben nicht hinter die Kulissen schauen (vgl. auch [https://www.ingenieurkurse.de/elektrotechnik/gleichstrom/gleichstromkreise/elektrische-quellen/spannungsquellen.html]). Just my 2cts. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 19:31, 5. Jan. 2025 (CET)
:Die ersten Sätze in meinem Vorschlag für die Einleitung sind an ein altes Schul-Physik-Buch angelehnt. Das ist mein Startpunkt dafür, unkundige Leser einzuführen. DIN-Normen und Akkus finde ich an dieser Stelle falsch platziert.
:Außerdem finde ich, dass deine Beschreibung "eine Einrichtung, die eine gewisse Spannung vorhält und dazu in der Lage ist, Energie abzugeben", eine Steckdose einschliesst. Das Buch "Elektrotechnik für Dummies" verwendet das Beispiel auch. Darin erklärt Michael Felleisen (Professor für Mess- Steuer- und Regelungstechnik in Pforzheim) den Innenwiderstand der realen Spannungsquelle mit den Leitungen vom E-Werk zur Steckdose. So abwegig, wie du es darstellst, ist das also nicht als Beispiel für die Zielgruppe "unkundige Leser". --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 21:26, 5. Jan. 2025 (CET)

Aufgrund der vorangehenden Diskussionen möchte ich an die Beachtung folgender Fakten erinnern:
*Es ist klar zu unterscheiden, ob über eine ''real existierende Spannungsquelle'' oder über das ''Modell einer Spannungsquelle im Sinne der Berechnung elektrischer Netzwerke'' (siehe angeführtes Schaltzeichen nach DIN) gesprochen wird.
*''Real existierende Spannungsquellen'' (Akkus, Generatoren, Fotozellen, Oszillatoren, insbesondere auch Konstant- und Referenzspannungsquellen) werden in der Praxis oft auch als ''Strom- oder (elektrische) Energiequellen'' bezeichnet (was sie ja auch sind). Sie sind allerdings in den [[Stromlaufplan|Stromlaufplänen]] (wohl zu unterscheiden von den Schaltbildern der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Netzwerktheorie]]) von elektrischen Geräten nicht zu finden (außer, wenn sie beispielsweise als Akku eingebaut sind), denn diese enden oft am (Netz-)Stecker.
*Dagegen ist eine Spannungsquelle im Sinne der Berechnung [[Netzwerk (Elektrotechnik)|elektrischer Netzwerke]] ein (nicht real existierendes) abstraktes Modell, das in den Schaltbildern elektrischer Netzwerke vorkommt. Diese Netzwerke sind selbst nicht real, sondern Modelle von realen elektrischen Schaltungen. Dabei gibt es in der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Theorie der Netzwerke]] nur zwei sogenannte ungesteuerte (unabhängige, eingeprägte) Quellen: Die ideale Spannungs- und die ideale Stromquelle.
*Eine reale Spannungsquelle wird in der Theorie der Netzwerke oft durch einen [[Zweipol|aktiven Zweipol]] modelliert, der aus idealer Spannungs- oder (!) Stromquelle und einem ''Innenwiderstand'' besteht. Ist dieser im einfachsten Fall linear, dann spricht man manchmal von einer linearen Spannungs- oder Stromquelle.

Also entweder sollte dieser Artikel (1) die real existierenden Spannungsquellen oder (2) die Modelle der Netzwerktheorie oder (3) beides beschreiben. Bei der Entscheidung für letzteres muss aber für den Leser eine ''deutliche Trennung'' sichtbar sein. Alle Begriffe und Fakten sollten durch seriöse Quellen abgedeckt sein (für die Netzwerktheorie beispielsweise {{Literatur|Autor=[[Reinhold Paul]]|Jahr=1994|Titel=Elektrotechnik 2 – Netzwerke|Ort=Berlin Heidelberg New York|ISBN=3-540-55866-7|Verlag=Springer-Verlag}}). --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:17, 6. Jan. 2025 (CET)

:Sorry, zu meiner Aufforderung "Zurück zur Frage nach Dritten Meinungen" ist der Bezug verloren gegangen. Der war die Bitte um Dritte Meinungen, die [[Wikipedia:Redaktion Physik/Qualitätssicherung/Archiv/2024/Dezember#Spannungsquelle|an anderer Stelle]] zu finden ist; bitte dort nachlesen. Es geht darum,
:- ob der Artikel die Spannungsquelle als ''Quelle'' darstellen soll mit dem Hinweis am Ende, dass manche Quellen auch als Verbraucher betrieben werden können,
:- oder ob sie ''von Anfang an'' als Quelle und Senke dargestellt werden soll.
:Mit welcher Vorstellung geht ein unkundiger Leser an das Thema heran? Für mich hat ein Akku die Hauptaufgabe, als Quelle zu dienen, mit der Besonderheit, dass er zwischenzeitlich auch mal geladen werden kann. Ehe das nicht geklärt ist, wird der Streitpunkt zum Problem der Formulierung der Einleitung.

:@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich denke schon, dass der Artikel mit dem Modell der Spannungsquelle in der Schaltungstheorie der Elektrotechnik beginnen sollte. Das vorstehenden Problem führt aber auf die Frage, welches Modell gewählt werden soll – nur Erzeuger oder sowohl Erzeuger als auch Verbraucher.
:Für mich ist eine (lineare) reale Spannungsquelle auch ein Modell, zusammengesetzt aus den Modellen des ohmschen Widerstands und der idealen Strom- oder Spannungsquelle.
:@[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] Du bist doch so sehr auf den Stromkreis aus. In den zitierten Leitungen vom E-Werk zur Steckdose fließt kein Strom, es sei denn, du schließt an die Steckdose einen Verbraucher an. Dann wird aber das W-Werk darin die Quelle. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 12:58, 7. Jan. 2025 (CET)
::Hallo @[[Benutzer:Saure|Saure]], in meinem Fall wird das, was du als "Bezug verloren" bezeichnest, direkt von deiner Argumentationskette ausgelöst. "Mit welcher Vorstellung geht ein unkundiger Leser an das Thema heran?" ist die richtige Frage. Der Leser sollte dort abgeholt und zunächst auf eine möglichst einfache und verständliche Erklärung treffen. Du denkst, dass ein Akku diese Erklärung unnötig kompliziert. Bis hierher Zustimmung. Gleichzeitig bestehst auf einem Einstieg in die Schaltungstheorie. An dieser Stelle setzt bei meinem fiktiven Leser spontan dieselbe Schockstarre ein, die man oft bei "Wer wird Millionär?" beobachten kann, wenn eine Frage zur Astronomie dran kommt :-). Deshalb mein Einspruch und mein Vorschlag für eine allgemeinverständliche Einleitung.
::Die Fortführung meines Vorschlags entspricht m. E. Alternative (3) von @[[Benutzer:Reseka|Reseka]]: Im Artikel folgt unter [[Spannungsquelle#Grundlagen]] in zwei Abschnitten eine m. E. verständliche Beschreibung für das lineare Ersatzschaltbild. Diese beiden Abschnitte könnten direkt auf eine einfache Einleitung folgen. Dadurch würde alles andere, auch die Schaltungstheorie, nach unten rutschen und später nach und nach passend einsortier. Das Laden eines Akkus würde dann z.B. gut in einen zur Zeit nicht existenten Abschnitt zum "Verbinden realer Quellen" passen. Nichts ginge verloren. Geändert würden im Wesentlichen die Tags, die Reihenfolge der Tags und die Zuornungen von Text zu Tags. So, dass sich der Artikel vom Einfachen zum Anspruchsvollen und von einer einzelnen Quelle zu mehreren Quellen und erst danach zu beliebigen linearen Schaltungen entwickelt.
::Daraus ergibt sich folgende Frage: Was ist aus deiner Sicht der Vorteil deines Plans? --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 15:05, 7. Jan. 2025 (CET)
:::Ich unterstütze den Ansatz von [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] und habe noch zwei Anmerkungen.
:::Erstens: Nach der bisherigen Diskussion rege ich für die Einleitung eine Festlegung an, die den Begriff Spannungsquelle (zunächst als materielle Einrichtung) allgemein definiert. Ein Versuch:
:::''Eine Spannungsquelle ist eine elektrische Einrichtung, die an ihren Anschlusspunkten eine elektrische Spannung anbietet und einen elektrischen Strom erzeugen kann. Die Spannungsquelle wandelt dazu nichtelektrische Energie'' ''in elektrische um.''
:::Bei dieser Definition sind z. B. Steckdose, Leuchtmittelfassung, Funktionsgenerator, Netzgerät, Spannungswandler und Transformator keine Spannungsquellen. Wenn der zweite Satz fehlt, ist diese Gruppe eingeschlossen, was ich nicht befürworte.
:::Zweitens: Im Artikel sollte ein Kennlinienbild für die ideale Spannungsquelle respektieren, dass deren Spannung stromstärkeunabhängig ist und dass diese Eigenschaft sich auch auf die Kennlinie der linearen Spannungsquelle auswirkt. Ein fehlerhaftes Bild ist didaktisch ungeschickt und ebenso der Versuch, es nachträglich mit Worten richtigzustellen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:14, 7. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:19, 7. Jan. 2025 (CET)

Diskussion:Spannungsquelle

2025-01-07T20:19:29Z

Modalanalytiker: Typo

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== Zum Abschnitt "Vervollständigung" ==

In dem Abschnitt heißt es: "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht." Das trifft nicht zu: In dem gezeigten Ersatzschaltbild wird von dem Modell eines nichtliniearen Widerstands Gebrauch gemacht. Das Modell besitzt keine messbare Quellenspannung und kann ausschließlich elektrische Energie in Wärme wandeln, nicht aber elektrische Energie an äußere Verbraucher abgeben oder von äußeren Quellen abgegebene speichern. Eine Diode als "rein passiv betriebene[n] Spannungsquelle" zu modellieren, verfehlt die Wesensmerkmale einer Spannungsquelle. Wer verstehen möchte, was eine Spannungsquelle ist, wird durch das Beispiel desorientiert. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:13, 30. Nov. 2024 (CET)

:Ach Modalanalytiker, wenn du doch nur treu zu dir selber bleiben könntest. Vor über 5 Jahren hast du in den Artikel eingeführt (auf didaktisch äußerst ungeschickte Weise), dass im ''vollständigen Modell der idealen Spannungsquelle'' ihre Kennlinie nicht durch einen, sondern stets durch zwei Quadranten verläuft, da der durch die äußere Beschaltung bestimmte Strom durch die Quelle sowohl positive als auch negative Werte annehmen kann. Das ''Modell der idealen Quelle'' ist immer in der Lage, sowohl als Erzeuger als auch als Verbraucher zu wirken. Du selber schreibst in einem Diskussionsbeitrag: „Die ideale Spannungsquelle (und viele reale Quellen ebenso) kann elektrische Leistung auch ''aufnehmen''“ (nachzulesen im Archiv, 14:43, 16. Mai 2019). Und jetzt schreibst du: „ Eine Diode als "rein passiv betriebene[n] Spannungsquelle" zu modellieren, verfehlt die Wesensmerkmale einer Spannungsquelle.“ Zählt das Wesensmerkmal, als Verbraucher wirken zu können, mit einmal nicht mehr? In dem im Artikel gezeigten Ersatzschaltbild wird die Spannungsquelle eben nur in demjenigen Quadranten betrieben, in dem sie Verbraucher ist.
[[Datei:Dioden-Kennlinie 1N4001 differentiell.svg|mini|hochkant=0.6|Vereinfachte Dioden-Kennlinie (grün). Die hier mit <math>U_F</math> bezeichnete Spannung entspricht dem <math>U_S</math> im Artikel.]]
:Mit welcher Besserwisserei schreibst du, dass das Ersatzschaltbild einer Diode nicht zutrifft? Ich habe drei Fundstellen dafür angegeben und mehrere weitere Stellen inzwischen gefunden; Kritik am Ersatzschaltbild müsstest du bei den Verfassern der Einzelnachweise abladen. Die Diode hat einen in Rechnungen schwer zu handhabenden nichtlinearen Widerstand, während im Modell in zwei Teilbereichen jeweils linear gerechnet werden kann. Wie es sich für eine (stets passive) Diode gehört, besitzt das Modell „keine messbare Quellenspannung“ und kann bezogene elektrische Energie ausschließlich in Wärme wandeln. Auch das dürfte allgemeine Erfahrung sein, dass eine stromdurchflossene Diode warm wird. Das ''vollständige Modell der idealen Spannungsquelle'' mag „desorientierend“ wirken, aber du hast das Modell in den Artikel eingeführt, und im Diodenersatzschaltbild wird es von kundigen Fachbuchverfassern eingesetzt. Ein Ahaeffekt, wie eine passive Spannungsquelle zu verstehen ist, ist im zugehörigen Artikel durchaus gewollt. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:55, 1. Dez. 2024 (CET)
::Du liest aus meinem Text, dass ich die Ersatzschaltung der Diode für fehlerhaft erachte. Keineswegs! Das Diodenmodell ist durchaus tauglich. Es liefert nur keinen Beitrag zur Information über physische Spannungsquellen. Ich wiederhole im folgenden Abschnitt nochmal meine Kritik mit anderen Worten.
::    Zur Erläuterung von Spannungsquellen wie auch von anderen Betriebsmitteln taugen ''reale'' Anwendungsbeispiele. Die Verwendung einer idealen Spannungsquelle in einem Ersatzschaltbild der Diode illustriert keine solche ''Spannungsquellen-Anwendung'', sondern nur einen additiven Term in einer Kennlinienkurve. Der Abschnitt hilft sicher für das Studium von Dioden, falls der Leser das Modell einer idealen Spannungsquelle verstanden hat. Wenn er um dieses Wissen noch ringt, ist der Text verwirrend. Ist es so schwer, Beispiele auszuwählen, welche den materiellen Lemmagegenstand selbst behandeln?
::    Kurzum: Die Veranschaulichung eines Diodenkennliniensummanden durch das Modell einer idealen Spannungsquelle ist probates Mittel zum Verständnis von Dioden, m. E. aber kein taugliches Beispiel zur weiteren Erläuterung einer physischen Spannungsquelle.
::    Schade, dass du versuchst, deinen Schlussfolgerungen durch Diffamierungen ("wenn du doch nur treu zu dir selber bleiben könntest", "auf didaktisch äußerst ungeschickte Weise", "Mit welcher Besserwisserei schreibst du") Nachdruck zu geben. Wikpedia fordert sachliche Beiträge. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:03, 1. Dez. 2024 (CET)

:::'''Falsch''': Es geht im Kapitel "Vervollständigung" '''nicht''' um ''reale'' Anwendungsbeispiele. Sondern es geht hier um das ''vollständige Modell der idealen Spannungsquelle''. Es geht um die Verallgemeinerung, wonach die Quelle als aktiv wirkend oder passiv wirkend beschrieben werden kann. Es geht um ein Beispiel, wo dieses Modell sinnvoll eingesetzt wird bzw. notwendig ist. Da steht in der Beispielerläuterung ausdrücklich: „Die Spannungsquelle existiert nicht real, aber im Modell … “.
:::Deine Darlegung steht auch im Widerspruch zu deinen Eröffnungssätzen in diesem Diskussionskapitel. Da hast du klar geschrieben, dass der Satz "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht" nicht zutrifft. Da steht etwas vom Modell, während du vorstehend auf physische Spannungsquellen ausweichst, also einfach das Thema wechselst. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 15:04, 2. Dez. 2024 (CET)
::::@[[Benutzer:Saure|Saure]] Ich lasse mich vorübergehend auf deine Argumentation ein und verbinde damit die Frage, ob du den folgenden Zusatz im Artikel [[Elektrischer Widerstand]] als notwendige Verbesserung ansehen, verteidigen oder wenigstens dort dulden würdest. Er folgt dem Muster ''Diodenmodell im Artikel Spannungsquelle'' und kann uns als Entscheidungshilfe dienen:
::::''Vom Modell eines Widerstands wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle Gebrauch gemacht'' [Bild dazu bitte vorstellen]. ''Mit diesem wird der Innenwiderstand der Spannungsquelle angenähert. Der Widerstand existiert nicht real als diskretes Schaltelement, aber im Modell erlaubt er die Abhängigkeit der Lastspannung von der Stromstärke zu beschreiben. Aufgrund seines Verhaltens ist der Widerstand gemäß dem Verbraucherzählpfeilsystem beschriftet.'' --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:16, 2. Dez. 2024 (CET)

:::::Ach @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]], was bist du für ein Meister im Ausweichen vor der Sachdiskussion, indem du dich nicht zu bestehenden Fragen äußerst, sondern über etwas anderes. Erst behauptest du, dass der Satz "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht" nicht zutrifft. Dazu redest du einfach von physischen Spannungsquellen statt vom Modell, um das es geht. Jetzt kommst du mit der nächsten Nebelkerze.
::::: Von welchem „Modell eines Widerstands“ (was auch immer das sein mag) du etwas in welchem „gezeigten Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle“ schreibst, weiß ich nicht; die Diskussion drehte sich bisher um ein ''vollständiges Modell der idealen Spannungsquelle'' im gezeigten ''Ersatzschaltbild einer Diode''.
:::::Üblicherweise enthält eine überschaubar große elektrische Schaltung nur eine einzige Spannungsquelle. Fließt dann Strom durch die Quelle, so ist er bei einer positiven Quellenspannung im Erzeugerzählpfeilsystem ebenfalls positiv. Nun ist im ''vollständigen Modell der idealen Spannungsquelle'' eine Umkehrung enthalten, wonach sie einem zugeführten Strom eine konstante Spannung entgegenstellen kann. Mit diesem Modell will ich vertraut machen, indem ich eine Anwendung der Umkehrung zeige, wie sie im Diodenersatzschaltbild vorkommt.
:::::Wenn ich im Artikel darauf hinweise, dass die Spannungsquelle im [[Ersatzschaltbild]] (mitsamt dem Widerstand) nicht real existiert, dann nur deshalb, um dem Irrtum zuvor zu kommen, dass sie die Quelle des Diodenstroms sein kann. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:12, 3. Dez. 2024 (CET)
::::::@[[Benutzer:Saure|Saure]] An diesem Punkt können wir die Diskussion unterbrechen. Ich fasse zusammen: Ich halte den Abschnitt zum Diodenmodell, in dem das ''Modell einer idealen Spannungsquelle'' einen Summanden zur Formulierung der Diodenkennline beiträgt, im Artikel [[Spannungsquelle]] für deplatziert und verwirrend. Im Artikel [[Diode]] kann man das bisher schon nachlesen. Dort ist es dienlich.
::::::<math>\quad</math>Ich werde den Artikel gelegentlich überarbeiten, um eine von mir vertretbare Fassung zu erzeugen. Ich bitte dich, deren Revertierung einem dritten Benutzer zu überlassen. Es lesen bestimmt einige sachverständige mit. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:00, 3. Dez. 2024 (CET)

:::::::Bisher hat sich niemand an vorstehender Diskussion beteiligt. Und auf diesen Niemand hoffst du bezüglich der Revertierung deiner angekündigten Überarbeitung? Das Obenstehende zeigt nur zu erschreckend, was von deinen Beiträgen zu erwarten ist. Fehler in meinem Beitrag findest du ja keinen, wenn du ihn im Diodenartikel für dienlich hältst. Als „deplatziert“ siehst du es an, wenn das einfache Beispiel einer passiv wirkenden Quelle im Kapitel über die passiv wirkende Quelle erscheint? Logisch? Wenn du das so einfache, in der Fachliteratur verbreitete Beispiel als „verwirrend“ ansiehst, dann ist das wohl eher deine persönliche Gefühlslage, vielleicht eine Denksperre, aber kein Sachargument. Ich habe früher die passiv wirkende Quelle als verwirrend angesehen, aber ich habe dazugelernt. Übrigens stammt die Anregung zu diesem Beipiel von einem Mitleser. Da hätten wir schon eine Dritte Meinung.– Eine Überarbeitung ohne Diskussion werde ich nicht akzeptieren. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 11:48, 6. Dez. 2024 (CET)
::::::::Meine angekündigte Überarbeitung ist jetzt online.
::::::::Die Hauptsache der Bearbeitung betrifft die DIN-Definition der ''idealen Spannungsquelle''. Sie wird von Anfang an richtig, d.h. vollständig vorgestellt. Dadurch erübrigt sich der Abschnitt "Vervollständigung" am Ende der Vorversion, in dem der anfangs übergangene passive Betrieb schließlich als "Vervolltändigung" nachgetragen wird. Der korrekte Einstieg zieht einige Änderungen nach sich, die auch Abbildungen und Überschriften erfassen. Textabschnitte, die Inhalte anderer Artikel wiederholen, sind durch Links gestrafft. Als Schlüsselvariable für Gleichungen zu Leistung und Wirkungsgrad dient jetzt die Stromstärke, wodurch aktiver und passiver Betrieb einheitlich erfasst sind. Die vorherige spezielle Darstellung mit dem Lastwiderstand als Variable bleibt durch Links erhalten. Die Einzelnachweise 13 bis 15 in der Vorversion sind nicht entfallen, sondern stehen wie bisher im verlinkten Artikel [[Diode]]. Ich bitte um kritische Revision. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 12:16, 12. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Zur heutigen Rückgängigmachung der Überarbeitung habe ich [[Wikipedia:Dritte Meinung| dritte Meinungen (12:46, 13. Dez. 2024)]] angefragt. Beiträge dazu bitte hier anfügen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 13:12, 13. Dez. 2024 (CET)

:Du hast vor fünf Jahren versucht, den Artikel umzumodeln; dem habe ich mich widersetzt. Ein Dritter hat der Umstellung ein Ende gesetzt. Jetzt versuchst du genau dasselbe, und ich widersetze mich erneut. Ich habe dich zur angekündigten, von dir vertretbaren Fassung um Diskussion gebeten, aber da ist nichts gekommen.
:Im allgemeinen Verständnis wird eine Spannungsquelle (Batterie, Kraftwerk) als etwas Energie Abgebendes verstanden. Eine Quelle, die auch etwas aufnehmen kann, wirkt widersprüchlich. Fachsprachlich ist das eine Senke. Das Verständnis für die Vervollständigung der Spannungsquelle zu diesem Ungewöhnlichen muss aufgebaut werden. Alles andere ist didaktisch äußerst ungeschickt.
:Ich habe meinerseits die [[ Wikipedia:WikiProjekt Elektrotechnik/Qualitätssicherung]] angerufen. Von der Stelle erwarte ich eher Sachverständnis, wie eine Spannungsquelle für einen Laien verstehbar ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 16:27, 13. Dez. 2024 (CET)
::Ist es wirklich sinnvoll, PV-Zellen und Akkus bei <s>anliegender umgekehrter Spannung </s> umgekehrten Stromfluß als "Spannungsquellen" darzustellen? Nach meinem Laienverständs handelt es in diesen Fällen eher um nichtideale Stromsenken (Akkus, beabsichtigt) bzw. parasitäre Heizelemente (PV-Zellen) - insofern erscheint mir die entsprechende Grafik (mit Forsetzung in den negativen Spannungsbereich) als wenig hilfreich - wenn nicht sogar inhaltlich irreführend?
::Etwas unglücklich finde ich eine Kapitelüberschrift ''Vervollständigung'' - sollte man dem Leser nicht sagen, wohin das Modell ''vervollständigt'' bzw. erweitert wird? --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 19:11, 13. Dez. 2024 (CET)
:::Zur Klarstellung: "PV-Zellen und Akkus bei anliegender umgekehrter Spannung" hat hier bis jetzt keiner besprochen. Das ist auch nicht nötig, denn das ist der Zerstörungsbetrieb. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:47, 13. Dez. 2024 (CET)
::::<s>Umgekehrte Spannung zeigt Deine Grafik, zumindest für Akkus - hat mich wohl verwirrt.</s> Gemeint habe ich umgekehrte Stromrichtung - und in diesem Fall ist die Abweichung vom Modell einer Spannungsquelle maximal. --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 20:18, 13. Dez. 2024 (CET)
:::::[[Datei:U(I)-Kennlinien_von_idealer,_linearer_und_realen_Spannungsquellen.svg|mini|Kennlinien von Spannungsquellen: ideale SpQ (rot), lineare SpQ (türkis) und nichtlineare SpQ: (grün Solarzelle, blau: Akkumulator<ref>E. Philippow: ''Taschenbuch Elektrotechnik'', Band 6, ''Systeme der Elektroenergietechnik'', Hanser 1982, Abschn. 5.2.1, S.781</ref> )]]
:::::@[[Benutzer:Drahkrub|Drahkrub]]: Rückfrage zu: "Umgekehrte Spannung zeigt Deine Grafik, zumindest für Akkus - hat mich wohl verwirrt."
:::::Wo siehst du in der Akkukennlinie Punkte mit negativer Spannung? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:14, 13. Dez. 2024 (CET)

::::::Urgs, Achsen falsch gelesen. Entschuldigung. --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 09:27, 14. Dez. 2024 (CET)
::Hallo, ich habe gerade nach einem Beispiel für eine leicht verständliche Erklärung gesucht und in das eBook "Elektrotechnik für Dummies" von Michael Felleisen rein geschaut (aus meiner Stadtbücherei).
::Das bringt mich auf diesen Vorschlag: ein Abschnitt "Ideale und reale Spannungsquelle" mit einem einfachen Ersatzschaltbild (nur ein Widerstand, Felleisen hört danach auf), gefolgt von einem Abschnitt "weitere Ersatzschaltbilder für reale Spannungsquellen" oder "nicht-lineare Spannungsquellen".
::Nach meinem Verständnis gibt eine Spannungsquelle Energie ab, alles andere sind Verbraucher. Daraus folgt, dass ich die Möglichkeit, dass z.B. das Bauteil "Akku" sowohl Quelle als auch Senke sein kann, optional in einem weiteren Abschnitt erwähnen würde, für dessen Überschrift ich keinen Vorschlag habe.
::Grüße, --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 12:32, 18. Dez. 2024 (CET)

[[Benutzer:Saure|der Saure]] hatte [[Spezial:Diff/251349965/251350469|in der QS der Radaktion Physik um eine '''dritte Meinung''' gebeten]]. Ich versuchs mal.
* Der aktuelle Artikelstand wirkt auf mich eher akademisch als praktisch. Das mache ich daran fest, dass die Definition in der Einleitung direkt auf die Definition der [[Schaltungstheorie]] verweist. Im Sinne des Mottos "Wikipdia ist für die Leser da!" halte ich das für ungünstig, denn die Zahl der Schaltungstheoretiker, die den Artikel als Nachschlagenwerk nutzen, dürfte überschaubarer sein als die Zahl der Laien, die bspw. den Unterschied zwischen einer Strom- und Spannungsquelle verstehen wollten.
* Das Lemma ist [[Spannungsquelle]], insofern ist es gut, wenn hier die ideale Spannungsquelle behandelt wird, selbst wenn es die in der Praxis nicht gibt. Als Nutzer von elektrischer Energie erlebe ich aber einen Unterschied zwischen dem 220V-Wechselspannungsnetz, das mir so gut wie immer 230V liefert und einer 12V-Autobatterie, an der ich zwar 14,4V messe und beim Anlassen trotzdem die Innenraumbeleuchtung dunkel wird.
* Ein in meinen Augen schöner und angemessener Einleitungssatz für diese Benutzergruppe wäre:
{{Kasten|Eine Spannungsquelle ist in der Elektrotechnik eine idealiserte Quelle elektrischer Energie, die unabhängig von ihrer Belastung eine bestimmte elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen herstellt. Ihr Komplement ist die ebenfalls idealisierte Stromquelle, durch die unabhängig von äußeren Faktoren ein bestimmter Strom fließt. Reale Quellen elektrischer Energie weichen von diesen Idelabildern dadurch ab, dass bereit gestellte Spannung und fließender Strom nicht unabhängig voneinenander sind.}}
* Die Eigenschaften der idealen Spannungsquelle sollten dann im Hauptteil diskutiert werden, zur Hinführung an die reale Spannungsquelle (einschl. Erläuterung von Kennlininen) mit dem zusätzlichen Hinweis, dass ideal lineare Spannungs- und Stromquellen äquivalent sind.
* Im Abschnitt '''Arten''' würde ich einen Hinweis erwarten, inwieweit die genannten Quellen elektrischer Energie eher Spannungs- als Stromquellen sind, und wie die Beziehungen zu anderen Parametern (Nennstrom, Kurzschlusstrom, Nennspannung, Spannung an der offenen Klemme) sind, bevor dann die Spannungsquellen im Detail diskutiert werden. Apropos Arten, da fehlt mir noch der Kondensator/SuperCap, als maximale Abweichung zu beiden Idealen.
* Dann gibt's noch den Sonderfall, dass eine Spannungsquelle eine Energiesenke wird, wenn Strom und Spannung entgegengesetzt sind - da wären grundsätzlich Bezüge zum Laden von Akkus und zur Steckersolaranlage irgendwie zeitgemäß. Und natürlich auch eine Kennlinie durch zwei Quadranten, die verdeutlicht, dass Lade- und Entladekennlinie typischerweise nicht symmetrisch sind.
* Die spannungstheoretische Betrachtung, -zählpfeilsysteme, Ersatzschaltbilder usw. hielte ich in einem Abschnitt "Fachtheorie" oder ähnlich für angemessen aufgehoben.
* Die detaillierte Diskussion der Eigenschaften von Dioden und weiteren externen Lemmata sollte aus dem Artikel raus. Wenn sie erwähnt oder neue Begriffe eingeführt werden müssen, dann versucht zunächst die Bedeutung fürs Lemma beim Leser zu etablieren.
* Baut den Artikel vom Lemma her auf (induktiv). Die beste Darstellung eines Themas folgt nicht immer der Vorgehensweise, in der das Thema erarbeitet wurde. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]]12:53, 18. Dez. 2024 (CET)

::Dies ist keine dritte Meinung, sondern die eines Befangenen - speziell zum Kernpunkt der Diskussion, dass z. B. Akkumulatoren zu etwas "Ungewöhnlichem" gehören, für das das Verständnis besonders aufgebaut werden muss, weil alles andere "didaktisch äußerst ungeschickt" wäre.
::Spannungsquellen sind Betriebsmittel in der Elektrotechnik. Sie halten innerhalb betrieblicher Grenzen die Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant. Je nach Typ können sie an diesen Anschlüssen Leistung ''nur liefern'' (aktiver Betrieb, z. B. nichtaufladbare Batterien, Solarzellen, Netzgeräte, Thermoelemente) oder an denselben Außenanschlüssen Leistung ''auch aufnehmen'' (aktiver ''und'' passiver Betrieb, z. B. aufladbare Batterien, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken, einige Arten von rotierenden elektrischen Maschinen, Transformatoren).
::M. E. ist es didaktisch gerade ''nicht'' geschickt, fast den ganzen Artikel lang den falschen Eindruck zu verfestigen, dass Spannungsquellen per Definition Leistungslieferanten seien. Der Preis dafür ist z. B. ein unvollständiges Kennlinienbild (in der drei von vier Kennlinien durch Unvollständigkeit falsch sind), das sich dem Leser einprägt und das er von sich aus nicht vervollständigen kann. Eine vervollständigte, richtige Version des Bildes am Artikelende könnte hier noch etwas heilen, würde aber auch die Frage aufwerfen: Warum nicht gleich richtig?
::Es geht sehr einfach besser, siehe [https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Spannungsquelle&oldid=251183703 Version 12:16, 12. Dez. 2024] oder [https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Spannungsquelle&oldid=251310873 Version 21:11, 16. Dez. 2024] --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:46, 18. Dez. 2024 (CET)
:::Auch eine Meinung.
:::Konkret zu Deiner Frage, ob Spannungs''quellen'' per Definition Leistungs''lieferanten'' sind: ich bin überzeugt, dass der überwiegende Teil der Leser diese Bedeutung mit einer Spannungsquelle assoziiert - ganz ähnlich wie man bei Elektromotoren ja auch nicht als Zweites oder Drittes an rekuperationsfähige Bremsen denkt. Ich bin ebenso überzeugt, dass Wikipedia am wirksamsten Wissen bereit stellt, indem es die Menschen dort abholt, wo ihr Wissen (jedenfalls das von uns erwartete) heute steht, und zunächst mal die Misskonzepte aufräumen sollte (also die Vorstellung dort korrigieren, wo sie nicht durch den Stand der Wissenschaft gestützt ist), bevor sie die Vorstellungen auf noch Unbekanntes erweitert.
:::<s>Warum Du mich allerdings als Befangenen disqualifizierst, kannst wohl nur Du sagen, das gehört auch hier nicht in die Disk. Schreib mir gern was dazu auf meiner Benutzerdisk.</s> (Missverständnis geklärt, [[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] bezog das auf ''seinen'' Beitrag ) Ich hoffe, wir sind uns wenigstens einig, dass der Artikel, insbesondere die wichtige Einleitung, aktuell Deine und meine Vorstellung nicht bedient. Mach doch hier mal einen Vorschlag, wie ein guter Einleitungssatz bzw. Abschnitt aussehen könnte, dann finden wir sicher jeweils gute Aspekte im Vorschlag des jeweils Anderen und schaffen es, den Artikel zu verbessern.
:::Konkret zur Einleitung, aktuell und in der [[Spezial:PermaLink/251310873|Version 21:11, 16.Dez 2024]]: Hier fühle ich mich durch den Bezug zu Schaltungstheorie, Zweipol und Netzwerkanalyse irgendwie überfahren, da sich mir nicht erschließt, warum der Leser für die meisten Seitenaufrufe eine Theorie lernen, analysieren oder Pole zählen müsste. Da wäre IMHO weniger mehr. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 09:04, 19. Dez. 2024 (CET)
:Mir gefällt Alturands Vorschlag für die Einleitung sehr gut. Wenn man noch Batterien und Generatoren als bekannte Beipiele ergänzt, dann erhält der Leser in wenigen Sätzen die wichtigsten Informationen in verständlicher Sprache und er kann sie mit seinem Alltagswissen verbinden - genau das macht m. E. eine gute Einführung aus. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:37, 22. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Alturand|Alturand]] Zuerst danke für deinen fairen Umgang mit meinem missverständlichen "Befangenem".

An die Einleitung habe ich mich bisher nicht herangetraut, um deren Autoren nicht noch mehr zuzumuten. Ich teile deine Auffassung, dass dort der Bezug zu Schaltungstheorie, Zweipol und Netzwerkanalyse nicht angebracht ist. Hier stehen besser reale Ausführungsbeispiele, die erklären, um was für Objekte es im Artikel überhaupt geht. Der Artikel würde darüber hinaus profitieren, wenn Inhalte, die für Leser ohne Theoriekenntnisse verständlich sind, von solchen zur netzwerktheoretischen Modellbildung getrennt wären, z. B. durch separate Kapitel.
Einen Artikelbeginn will ich gern versuchen:
{{Kasten|Spannungsquellen sind elektrotechnische Betriebsmittel. Je nach Typ können sie ''elektrische Energie liefern'' (aktiver Betrieb, z. B. nichtaufladbare Batterien für die Taschenlampe, Solarzellen auf Hauserdächern, Netzgeräte im Labor, Thermoelemente zur Temperaturmessung) oder ''auch aufnehmen'' (aktiver ''und'' passiver Betrieb, z. B. aufladbare Batterien (Akkumulatoren) zur Speicherung von Solarenergie, Akkumulatoren in Mobiltelefonen oder Elektroautos, Motoren in Elektroautos für Antrieb zum Fahren und zur Energierückgewinnung beim Bremsen, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken). Spannungsquellen halten innerhalb betrieblicher Grenzen die elektrische Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant.}}
Gleich noch eine Alternative:
{{Kasten|Spannungsquellen sind elektrotechnische Betriebsmittel, die elektrische Energie liefern können (aktiver Betrieb). Beispiele sind nichtaufladbare Batterien für Taschenlampen, Solarzellen auf Häuserdächern, Netzgeräte im Labor, Generatoren in Kraftwerken. Einige Spannungsquellen können zusätzlich Energie auch aufnehmen (passiver Betrieb). Beispiele dafür sind aufladbare Batterien (Akkumulatoren) zur Speicherung von Solarenergie, Akkumulatoren in Mobiltelefonen oder Elektroautos, Motoren in Elektroautos für Antrieb zum Fahren und zur Energierückgewinnung beim Bremsen, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken).

Spannungsquellen halten innerhalb betrieblicher Grenzen die elektrische Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant.}}
--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 15:11, 19. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 15:37, 19. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 10:03, 21. Dez. 2024 (CET)

:Meine Meinung dazu könnt ihr im Archiv in der Diskussion von 2019 finden. Ich habe immer noch keine Fachliteratur gefunden, in der die Spannungsquelle mit der hier angebrachten Modellerweiterung eingeführt si d. Ich habe in der aktuellen Diskussion keine neue Argumentation gegenüber der Diskussion von 2019 finden können. Bitte neue Argumente liefern oder hier schließen. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 17:33, 21. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Ich suche auch nochmal nach Fachliteratur, welche die Kennlinie der idealen oder linearen Spannungsquelle mit Erzeuger- ''und'' Verbraucherbereich zeigen. Auch Formulierungen, wie "Spannung unabhängig vom angeschlossenen Netzwerk oder Schaltelementen" statt "unabhängig vom angeschlossenen Verbraucher" würde ich notieren. Das wird ein bisschen dauern. Vielleicht kann das Suchergebnis, als neues Argument bewertet, die Diskussion zum Abschluss bringen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:44, 21. Dez. 2024 (CET)

:Ja, wenn du Fachliteratur anführen kannst, die das so darstellt, würde das sehr helfen. Ich habe mir mindestens dreimal die Einführung der Spannungsquelle antun dürfen (Schule, Ausbildung, Studium). Zumindest bei den ersten beiden Malen hätte mir keiner damit kommen brauchen, dass eine Spannungsquelle, die als Energiequelle eingeführt wurde, auch eine Senke sein kann. Ich weiß noch, wie unser Leistungselektronikprof. uns zum Einstieg Diagramme elektroechnischer Grundelemente zeichnen ließ. Ich kann sicher sagen, dass es selbst da noch meinen Horizont überstieg. Wenn man in diesem Artikel irgendwas von dem, was du einführen möchtest, darstellen will, dann bitte nicht einleitend. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 00:07, 22. Dez. 2024 (CET)

::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]]: Hier sind einige Fachliteraturquellen, welche direkt oder indirekt auf den Erzeuger- ''und'' Verbraucherbetrieb von idealen oder linearen Spannungsquellen hinweisen. Unterstreichungen sind von mir eingefügt:
::*Albach<ref>Albach: ''Grundlagen der Elektrotechnik 1'', Pearson Studium 2008, ISBN 978-3-8273-7341-0</ref>: Text in Abschn. 3.2, S. 114: "Für eine solche [ideale] Spannungsquelle gilt: Die Ausgangsspannung ist unabhängig von dem angeschlossenen Netzwerk. Der Strom hängt von dem angeschlossenen Netzwerk ab und stellt sich z. B. im Falle eines ohmschen Widerstandes entsprechend der Beziehung <math>I=U/R</math> ein."
::*Clausert, Wiesemann<ref>Clausert, Wiesemann: ''Grundgebiete der Elektrotechnik'' 1, Oldenburg, 9.Aufl. 2002, ISBN 978-3-486275759</ref> führen in Abb. 2.30, Abschn. 2.4.2, S. 53 die Kennlinie einer linearen Spannungsquelle für den gesamten Stromstärkebereich (beide Vorzeichen) ein.
::*Haase, Garbe, Gerth<ref>Haase, Garbe, Gerth: ''Grundlagen der Elektrotechnik'', Schöneworth, 4. Aufl. 2018, ISBN 978-3-9808805-5-8</ref> stellen in Bild 2.1 in Abschn. 2.1 auf S. 14 die Kennlinie der idealen Spannungsquelle für positive und negative Stromstärken vor.
::*Hambley<ref>Hambley: ''Electric Engineering - Principles and Applications'', Pearson, 6th ed. 2016, ISBN 978-93-325-6330-8</ref> beschreibt auf S.40 die ideale Spannungsquelle mit folgendem Text: "The voltage across the [ideal independent voltage] source is independent of other elements that are connected to it and of the current flowing through it."
::*Nerreter<ref>Nerreter: ''Grundlagen der Elektrotechnik'', Hanser, 3. Aufl. 2020, ISBN 978-3-446-46456-8</ref> in Bild 1.22 Abschn. 1.5.3, S. 34: Kennlinie wie bei Clausert, Wiesemann. Als einziger Autor benutzt Nerreter für Quellen das Verbraucherzählpfeilsystem, vermutlich inspiriert durch Netzwerkberechnungs-Software.
::*Paul<ref>Paul: ''Elektrotechnik und Elektronik für Informatiker'', Band 1, Teubner 1994, ISBN 3-519-02126-9</ref> zeichnet in Abschn, 2.1.1.1, Bild 2.1.1, S.70 die Kennlinie einer (unabhängigen) idealen Spannungsquelle mit textlich markiertem Erzeuger- und Verbraucherbereich.
::*Prechtl<ref>Prechtl: ''Vorlesungen über die Grundlagen der Elektrotechnik.'' Band 1, 2. Aufl. 1994,Springer Wien / New York, ISBN 3-211-82553-3</ref> zeichnet in Abb. 8.9 in Abschn. 8.4 die Strom-Spannungskennlinien der idealen und einer realen Spannungsquelle für positive und negative Stromstärken. In Abb. 8.21 auf S. 123 erfasst er auch die Kennlinie einer linearen Gleichspannungsquelle mit beiden Stromstärkenvorzeichen.
::--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 11:19, 23. Dez. 2024 (CET)
:::Vielen Dank für die Quellenliste. Ich habe heute aus einer Bibliothek Nerreter in deiner Auflage und Clausert & Wiesemann in der 13.Auflage von 2022 ausgeliehen. Die anderen Bücher haben sie dort leider nicht. IMHO zeigen diese beiden Bücher "eigentlich" nur einen Quadranten. In beiden Büchern wird eine Kennlinie gezeigt, die die Achsen schneidet und erst kurz danach aufhört. Ich nenne das im folgenden Text Stummel und glaube, dass die Zeichnungen einfach etwas ungenau sind und du in diese Stummel zuviel hinein interpretiert hast. Begründung: 1) der begleitende Text schweigt sich dazu aus 2) bei Clausert & Wiesemann gibt es auch noch eine Zeichnung zur Ersatzstromquelle - bei mir 2.49 b) - in der die Kennlinie genau einen Quadranten ohne Stummel zeigt. Bei Nerreter gibt es die Bilder 1.20 und 1.21 zur idealen Spannungs- und Stromquelle, die auch genau einen Quadranten ohne Stummel zeigen. Wie passt das zu den linearen Ersatzschaltbildern mit Stummeln? Aus meiner Sicht nur, wenn die Zeichnungen mit Stummeln einfach etwas ungenau sind... Zum Vergleich: Kennlinien mit 2 "echten" Quadranten siehe z.B. Clausert & Wiesemann, Abschnitt 2.5 "Nicht-Lineare Zweipole" (S.63).
:::Falls mir in diesen beiden Büchern etwas entgangen ist, gerne her damit - dafür sind Diskussionen da. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 20:34, 7. Jan. 2025 (CET)
::::Dass die Autoren ungenau gezeichnet haben, ist natürlich auch möglich. Mit dieser etwas unfreundlichen Deutung wäre ich vorsichtig. Bei Paul (siehe Quellenliste) ist die über zwei Quadranten gehende Kennlinie der idealen Spannungsquelle ganz sicher nicht als Stummel zu deuten, zumal die Hälften auch noch mit "Verbraucher" und "Erzeuger" beschriftet sind. Auch Haase/Garbe/Gerth und Prechtl verstehe ich nicht als ungenaue Zeichner. Mein Problem ist: Wer die Kennlinie der idealen Spannungsquelle nur in einem Quadranten angibt, setzt sich in Widerspruch zu ihrer Definition und entzieht der linearen Schaltungstheorie den Boden. Deshalb genügen mir auch Stummel als Hinweis, dass der Stummelzeicher es durchgehend meint. Zum didaktischen Aspekt habe ich heute schon geschrieben. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:12, 7. Jan. 2025 (CET)
<references />
:::Danke für die Auflistung. Jetzt kann ich das schwierig prüfen, da ich die Literatur nicht im Haus habe. Im Haus habe ich ''Philippow: Grundlagen der Elektrotechnik, 10. Auflage, ISBN 3-341-01241-9''. Auf S. 43 Einführung der Spannungsquelle und Aufladung von Elektroden. Ab S. 220 dann Spannungsquelle und Entwicklung ESB mit 1-Quadrantenkennlinie. Behandeln die von dir genannten Werke und Fundstellen Grundlagen? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 11:37, 23. Dez. 2024 (CET)
::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] "Behandeln die von dir genannten Werke und Fundstellen Grundlagen?" Ja, das sind alles "nur" Grundlagenbücher (siehe auch Titel), keine Werke zur theoretischen Elektrotechnik. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 12:03, 23. Dez. 2024 (CET)
:::::Wird in den Werken die Spannungsquelle gleich erweitert eingeführt oder wird erst grundlegend eingeführt und dann erweitert? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 12:19, 23. Dez. 2024 (CET)
::::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Ich habe den Eindruck, dass unser ''Problem mit den Leistung aufnehmenden Spannungsquellen als untypischer Sonderfall'' für die Autoren überhaupt nicht existiert. Alle in den Nachweisen beschriebenen Beispiele, die mit mehreren Quellen und Widerständen modelliert werden, führen mit Kirchhoff auf lineare Gleichungen. Da können die durch Quellen fließende Stromstärken je nach den Werten der Widerstände und Quellenspannungen positiv oder negativ ausfallen und die entsprechende Leistung von der Quelle abgegeben oder aufgenommen werden. Das wird nicht als Thema für weitere Erklärungen angesehen.
::::::Ein Beispiel dafür liefert Albach auf S. 135f mit Abb. 3.30. Er schreibt: “In einem Netzwerk mit mehreren Quellen kann ein Teil der Quellen als Verbraucher wirken, wenn sie nämlich die von anderen Quellen abgegebene Energie aufnehmen. Dieser Zustand ist gewollt beim Nachladen einer Batterie.” Die Leistung einer idealen Quelle wird mit <math>P=U_0I</math> einmal an anderer Stelle angegeben. Dass die Umkehr des Vorzeichens von <math>P</math> wegen Stromumkehr die Umkehr der Leistungsrichtung bedeutet, wird nirgends weiter erklärt. Der Autor hält das wohl für selbstverständlich.
::::::Bei Nerreter entsteht zunächst der Eindruck, dass er der idealen Spannungsquelle nur aktiven Betrieb zutraut, indem er auf S. 33 in Bild 1.20 die Quellenspannungskennlinie nur für Stromstärken eines Vorzeichens zeichnet. Diese Beschränkung ist schon auf der nächsten Seite kommentarlos verschwunden, indem im Bild 1.22 für die Kennline der linearen Spannungsquelle (vgl. meinen letzter Beitrag) die im Hintergrund stehende ideale Kennlinie als unabhängig von ''jedem'' Stromstärkewert vorausgesetzt wird.
::::::Ich habe nicht die Zeit, alle Quellen auf deine Fragestellung hin noch einmal zu untersuchen. Mein Eindruck ist, dass die Autoren keine besondere didaktische Zumutung darin sehen, in der theoretischen Behandlung in Rechenmodellen die ideale - und von dieser weitervererbt - die lineare Spannungsquelle durch ''unbegrenzte Kennliniengeraden'' zu beschreiben. Dass z. B. Akkumulatoren auch aufgeladen werden können, ist ihnen vermutlich ebenso selbstverständlich, wie den meisten von uns.
::::::--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:49, 23. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:58, 23. Dez. 2024 (CET)
:::::::Wir könnten jetzt darüber diskutieren, welche Form der Einführung üblich sei und ich würde zur Einführung mit einem Quadranten tendieren, was dir vermutlich nicht helfen würde, meinen Standpunkt zu verstehen. Vielleicht fang ich bei meinem Standpunkt mal kurz mit [[WP:OMA]] an. Theoretisch müssten wir den Artikel so schreiben, dass ihn jeder Anwalt oder Bäcker versteht. Das ist aktuell nicht der Fall. Ihn einleitend in deinem Sinne zu erweitern, würde die Situation nicht verbessern. Wir leben in einer Gesellschaft, in der es nicht mehr normal zu sein scheint, Energieerzeugung von Energiewandlung unterscheiden zu können. Bei WP wird der übliche Sprachgebrauch verwendet (siehe z.B. [[Stromerzeugung]] und zugehörige Diskussion) und so müssen teilweise sogar physikalische Einordnungen, also die korrekte Darstellungen von Dingen, die uns Gott oder das heilige Spaghettimonster gegeben haben, verteidigt werden. In dieser Situation kommst du jetzt und willst Dinge, die in einfacher Form schon so komplex sind, dass sie im allgemeinen nicht verstanden werden, noch komplexer machen. Ich hatte es oben schon geschrieben: Wenn es unbedingt sein muss, bitte nicht einleitend sondern als erweiternder Abschnitt im Artikel und zusätzlich, nicht weiter, als es die Beleglage zulässt. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 22:54, 23. Dez. 2024 (CET)

Bei einer Überarbeitung des Artikels sollten folgende Fakten beachtet werden:
:(1) Der Artikel [[Spannungsquelle]] behandelt (laut Definition an Anfang) die ''Spannungsquelle in der Schaltungstheorie'', also nur das („nichtkäufliche“) ''Modell'' einer „tatsächlich existierenden“ Spannungsquelle, wie es in der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Theorie der elektrischen Netzwerke]] verwendet wird. Deshalb haben hier beispielsweise die Begriffe [[Spannungsregler |geregelte Spannungsquelle]] oder [[Labornetzteil]] eigentlich nichts zu suchen. Die Missverständnisse diesbezüglich könnte man eventuell durch Umbenennung in [[Spannungsquelle (Schaltungstheorie)]] verringern, wie es auch bei [[Stromquelle (Schaltungstheorie)]] getan wurde. Ein Laie muss einen „Artikel zur Schaltungstheorie der Elektrotechnik“ nicht sofort verstehen. Eine deutliche Abgrenzung zu „tatsächlich existierenden Spannungsquellen“ ([[Elektrische Energiequelle|elektrischen Energiequellen]]) in der Einleitung wäre allerdings vorteilhaft.
:(2) Eine (ungesteuerte oder [[Gesteuerte Quelle|gesteuerte]]) Spannungsquelle (ideal oder real, linear oder nichtlinear, resistiv oder reaktiv) ist zwar ein aktiver [[Zweipol]] bzw. [[Zweitor|Vierpol]], das heißt aber nicht, dass sie immer (!) Energie abgeben muss. Letzterer „Normalfall“ tritt nur bei geeigneter Beschaltung zutage. Schon eine [[Leerlauf (Elektrotechnik)|leerlaufende]] Spannungsquelle gibt keine Energie ab. Werden ''zwei aktive Zweipole'' zusammengeschaltet, dann arbeitet einer als Generator und der andere als Verbraucher – es bleiben aber aktive Zweipole! Bei resistiven Zweipolen lässt sich das gut an ihren sich schneidenden Kennlinien darstellen. Leider wird das in der Literatur selten ausführlich behandelt. Manchmal findet man das Thema unter dem Begriff „Zusammenschaltung von aktiven Zweipolen“ ({{Literatur|Autor=Reinhold Paul|Jahr=1993|Titel=Elektrotechnik 1 – Felder und einfache Stromkreise|Ort=Berlin Heidelberg New York|ISBN=3-540-55753-9|Verlag=Springer-Verlag}}). Für das grundlegende Verständnis ist das nicht vordergründig, aber der Fachmann sollte (wie die obige Diskussion zeigt) damit vertraut sein. Deshalb ist der Abschnitt „Vervollständigung“ durchaus angebracht, wenn auch mit einem „passenderen“ Titel (beispielsweise „Spannungsquelle als Verbraucher“).
:(3) In der Schaltungstheorie treten ''passiv betriebene'' Spannungsquellen meistens in Ersatzschaltungen von nichtlinearen Bauelementen auf. Neben der hier aufgeführten Diode stellen die Ersatzschaltbilder von [[Z-Diode#Ersatzschaltbild|Z-Diode]] und von [[Ersatzschaltungen des Bipolartransistors|Bipolartransistor]] solche Beispiele dar, denn bei der [[Linearisierung#Tangente|Linearisierung]] von nichtlinearen Kennlinien entsteht im Allgemeinen ein konstantes Glied, welches durch eine ideale Quelle repräsentiert werden muss. Ein extremes Beispiel ist das [[en:Two-port_network#Impedance_parameters_(z-parameters)|Ersatzschaltbild eines Zweitors]] mit zwei Widerständen und zwei gesteuerten Spannungsquellen, welches natürlich auch für passive umkehrbare Zweitore aus rein ohmschen Widerständen gilt.
:-- [[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:09, 24. Dez. 2024 (CET)

:Danke für den Input. Wie soll das Beachtung finden? Das hilft in der aktuellen Form in der Diskussion nur bedingt weiter, wenn du es nicht konkretisierst. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 12:35, 24. Dez. 2024 (CET)

== Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung ==

Ich habe als Basis den Vorschlag von Alturand genommen und davor noch ein paar Sätze ergänzt, die an Erklärungen im Buch "Elektrotechnik für Dummies" und die verlinkten Wiki-Artikel angelehnt sind.

{{Kasten|Eine Spannungsquelle hat zwei elektrische Pole mit unterschiedlichen [[elektrisches Potential|elektrischen Potentialen]]. Die Differenz zwischen den beiden Potentialen wird als [[elektrische Spannung]] bezeichnet. Werden die beiden Pole durch ein [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch leitfähiges]] Bauelement miteinander verbunden, fließt ein [[elektrischer Strom]]. Die Spannungsquelle gibt dabei [[elektrische Energie]] an das verbundene Bauelement ab. Verbundene Bauteile, die Energie aufnehmen, nennt man Verbraucher oder Belastung. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind [[Elektrischer Generator|elektrische Generatoren]] und [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]].

Eine ideale Spannungsquelle stellt unabhängig von ihrer Belastung eine konstante elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen her. Ihr Komplement ist die ebenfalls idealisierte [[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]], durch die unabhängig von äußeren Faktoren ein bestimmter Strom fließt. Reale Quellen elektrischer Energie weichen von diesen Idealbildern dadurch ab, dass bereit gestellte Spannung und fließender Strom sich abhängig von der Belastung ändern.}} --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 20:59, 26. Dez. 2024 (CET)

Meine Alternative, die [[Benutzer:Reseka]]s Beitrag berücksichtigt und meine vorigen Versionen ersetzt:
{{Kasten|'''Spannungsquelle (Schaltungstheorie)'''

'''Spannungsquellen''' sind Einrichtungen zur Erzeugung einer [[Elektrische Spannung|elekrtischen Spannung]] mit einem vorgegebenem Wert oder Zeitverlauf. Beispiele sind [[Batterie]]n, [[Akkumulator]]en, [[Solarzelle]]n, [[Elektrischer Generator|Elektrische Generatoren]] in Kraftwerken, [[Steckdose]]n im Haushalt, [[Netzteil]]e zum Aufladen von Mobiltelefonen, [[Notstromaggregat]]e, [[Fahrraddynamo]]s und viele andere. Gegenstand dieses Artikels ist nicht die detaillierte technische Beschreibung dieser Einrichtungen, sondern die mathematische Modellierung ihres Betriebsverhaltens.

Ausgangspunkt ist das theoretische Modell der "idealen Spannungsquelle". Deren Spannung ist unabhängig vom Netzwerk, mit dem sie verbunden ist, d. h. durch sie kann ein beliebiger Strom fließen, ohne ihre Spannung zu beeinflussen.
Der Artikel setzt Grundkenntnisse über elektrische Netzwerke voraus.}}--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:48, 26. Dez. 2024 (CET)

:Danke für deinen Vorschlag, aber lies mal bitte [[WP:Einleitung]]. Dein Vorschlag ist für eine Enzyklopädie leider nicht so gut. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 23:12, 26. Dez. 2024 (CET)
::In beiden Ansätzen gibt es Punkte, die mir gefallen und solche, die mir weniger gut gefallen. Ich bleibe mal bei der gleichen Reihenfolge, wie im Text:
::* der erste Satz gefällt mir in der Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] deutlich besser. Denn er sagt klar, was eine Spannungsquelle ist. Die Einschränkung auf "vorgegebenen Wert oder Zeitverlauf" ist IMHO hier nicht notwendig und sogar falsch, wenn ich bspw. mal an meine Solarpanels denke. Gaaanz präzise gesagt, muss die Spannung dort auch nicht erzeugt werden, sondern es reicht, wenn sie an den Polen "abgegriffen" werden kann bzw. die Spannungsquelle die Spannung dort zur Nutzung bereitstellt.
::* den Übergang zur idealen Spannungsquelle finde ich bei @[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] schöner, naja, den hatte ich ja auch schon nach längerer Überlegung selbst so ähnlich formuliert, ich bin also befangen. In der Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] muss die Meta-Aussage über den Artikel, IMHO nicht sein. Es geht ums Lemma und nicht um die Voraussetzungen, einen Artikel zu lesen. Die Umabhängigkeit der Spannung vom durch die SQ fließenden Strom find ich aber gelungener als meine Phrase "unabhängig von der Belastung".
::* Das Ding mit der Energiequelle oder -senke sollte (nach etwas Nachdenken) vielleicht nicht unbedingt direkt in die Einleitung. Da finde ich auch die Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] eingängiger, weil sie für mein Empfinden präziser auf das Lemma bezogen ist. Hier stört mich die Meta-Aussage auch wieder (s. nächster Punkt)
::* Es gibt die grundsätzliche Frage: Ist eine Spannungsquelle eine (Lemma!) eine theoretische "ideale Spannungsquelle" oder eine praktische mit einer Kennlinie durch 2 (oder 3,4) auf die eine oder andere Art relevante Quadranten. Der aktuelle Artikel beschreibt stärker den ersten Aspekt, die Erwartung der Lesenden dürfte eher den zweiten Aspekt treffen. Da IMHO das Lemma beides abdeckt, sollte der Artikel beides beschreiben und dementsprechend insgesamt neu strukturiert und ausbalanciert werden.
::--[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 09:14, 27. Dez. 2024 (CET)

::::@[[Benutzer:Dermartinrockt]] zu deinem Beitrag 23:12, 26. Dez. 2024 (CET): Deine Meinung könnte hier am besten zur Geltung kommen, wenn auch du einen Einleitungsentwurf vorstelltest.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 10:41, 27. Dez. 2024 (CET)
:::::Der Ursprung der Diskussion, also der Änderungswille, liegt nicht bei mir. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 14:35, 27. Dez. 2024 (CET)
:::Rückmeldungen eingearbeitet und beide Vorschläge kombiniert.

:::Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine [[elektrische Spannung]] bereit. Sie hat zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]] mit unterschiedlichen [[elektrisches Potential|elektrischen Potentialen]]. Werden die beiden Pole durch [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch leitfähige]] Bauelemente miteinander verbunden, fließt ein [[elektrischer Strom]]. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind [[Elektrischer Generator|elektrische Generatoren]] und [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]].

:::Eine ideale Spannungsquelle stellt eine konstante elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen bereit. Diese Spannung ist unabhängig von dem Netzwerk, mit dem sie verbunden ist. Durch die Spannungsquelle kann also ein beliebiger Strom fließen, ohne dass sich die Spannung dadurch ändert. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealbild dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:00, 27. Dez. 2024 (CET)

Ich finde [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebins]] Fassung passend. Im folgenden Kasten nochmal der geringfügig gestraffte Text, (hoffentlich) ohne inhaltliche Veränderung.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine elektrische Spannung bereit. Werden ihre Außenanschlüsse durch elektrisch leitfähige Bauelemente miteinander verbunden, fließt ein elektrischer Strom. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind elektrische Generatoren und Batterien.

Die (erdachte) ''ideale'' Spannungsquelle hat zwei Pole. Sie stellt zwischen diesen eine elektrische Spannung bereit, die unabhängig von dem mit ihr verbundenen Netzwerk ist; d.h. sie hält diese Spannung bei beliebiger Stärke und Richtung des Stroms aufrecht. ''Reale'' Spannungsquellen weichen von diesem Idealbild ab. Ihre Spannung ändert sich mit dem durchfließenden Strom.}}--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 17:00, 27. Dez. 2024 (CET)

:Wieso elektrisch leitfähige Bauelemente? Finde ich in Bezug auf das Modell der idealen Spannungsquelle unpassend. Was spricht gegen "elektrischer Leiter"? Elektrische Bauelemente sind nur eine Teilmenge davon. Selbst bei der realen Spannungsquelle. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 18:40, 27. Dez. 2024 (CET)
::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Sehe ich genau umgekehrt. Wikipedia selber beschreibt einen elektrischen Leiter als Mittel zum Transport von Elektronen mit möglichst geringen Widerstand, was hier eine unnötige Einschränkung wäre. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 19:47, 27. Dez. 2024 (CET)
:::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]]: Das sehe ich wie [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]]. Ein elektrischer Leiter ist kein Bauelement. Er würde die Spannungsquelle allenfalls kurzschließen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:28, 27. Dez. 2024 (CET)
::::Ich halte den Satz für unpräzise: Auch bei einer RLC-Reihenschaltung als Last fließt zeitweise ein Strom obwohl der Kondensator weder als Leiter noch als leitfähiges Bauelement gelten dürfte. Hingegen fließt kein Strom, wenn die SQ mit einer ebenfalls leitfähigen Spannungsquelle gleicher Spannung in Gegenrichtung beschaltet wird.
::::Die Spannungsquelle stellt zwischen ihren Polen/Klemmen eine elektrische Spannung (Potentialunterschied wäre auch wieder falsch, denken wir an Induktion mit ringförmigen E-Feldern) her, als "ideale" Spannungsquelle unabhängig vom durch hinein- oder herausfließenden Strom, ansonsten beschrieben durch ihre Kennlinie. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 21:05, 27. Dez. 2024 (CET)
:::::@[[Benutzer:Alturand|Alturand]] Was folgt daraus? Ich sehe zwei Optionen für die Einleitung: Erstens allgemeinverständlich, also möglichst einfache Begriffe und Vertiefung in einem späteren Abschnitt. Zweitens wie jetzt - Fachbegriffe, die präziser sind, dafür aber durchschnittliche Abiturienten überfordern.
:::::Mein Vorschlag gilt nur für die erste Option. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 21:41, 27. Dez. 2024 (CET)
::::::Ich würde den zweiten Satz so formulieren: Bei Verbindung ihrer Außenanschlüsse mit elektrischen Bauelementen oder einem Netzwerk kann ein elektrischer Strom fließen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:20, 27. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:41, 27. Dez. 2024 (CET)
::::Was ist Strom? Die gerichtete, erzwungene Bewegung freier Ladungsträger in einem elektrischen Leiter. In einem elektrischen Bauelement müssen sich also leitfähige Stoffe befinden. Nenne mir ein elektrisches Bauelement, in dem Stromfluss nicht über irgendeinen elektrischen Leiter erfolgt. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 19:01, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::Der Kondensator! --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:37, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::Und es gibt keinen Stromfluss zum Feldaufbau? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 20:25, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::Beim Bauelement Kondensator verstehe ich den Konvektionsstrom in seinen Zuleitungen nicht als wesentlich für sein Wirkprinzip.
:::::::Was ist falsch an dem Satz: "Bei Verbindung ihrer Außenanschlüsse mit elektrischen Bauelementen oder einem Netzwerk kann ein elektrischer Strom fließen."? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:56, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::Flasch nichts. Was ist ein "Netzwerk"? Mir brauchst du das nicht erklären, aber dem Leser. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:12, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Ich wiederhole die Frage und bitte dich dabei, dir vorzustellen, alle Wörter wie ''Verbindung'', ''Außenanschlüsse'', ''elektrisches Bauelement'', ''Netzwerk'' und ''elektrischer Strom'' seien durch Wikipedia-Links erklärt.
:::::::::Also, was ist falsch an dem Satz? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:31, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::::Wir haben selbst zu Beginn der gesamten Diskussion nicht daüber diskutiert, dass was falsch ist. Es geht um Verständlichkeit. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:44, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Der wesentliche Punkt ist aus meiner Sicht, dass der Begriff mehrdeutig verwendet wird. Du meinst den Gegensatz zum Isolator. Beispielsweise https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/elektrische-leiter definiert ihn anders. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 19:46, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::Es gibt Leiter und Nichtleiter (Isolator)? Egal. Das Ding ist, das eine reale Spannungsquelle alles mögliche sein kann und auch ein Leiter. Den idealen Nichtleiter gibt es in Realität nicht, sodass bei genug Spannung theoretisch alles zum Leiter werden kann. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 20:32, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::Kannst du den Satz: "Das Ding ist, das[s] eine reale Spannungsquelle alles mögliche sein kann und auch ein Leiter." an einem Beispiel für ''Spannungsquelle'' und für ''Leiter'' erklären. Vielleicht erkenne ich dann auf den zweiten Blick, dass er gar nicht absurd ist. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:07, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::"Absurd" ist kein Argument. Sag, was du an meinem Standpunkt nicht verstehst. Es gibt reale technische und natürliche Spannungsquellen und im Zusammenhang damit alles mögliche an Leitern. Was muss ich dazu noch erläutern, damit klar wird, was ich meine? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:11, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Dass eine Spannungsquelle oder ein Leiter alles Mögliche sein kann, ist nichtssagend. Es ist das Ziel des Artikels, die Spannungsquelle zu erklären. "Alles Mögliche" reicht dafür nicht. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:35, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::::Worauf bezieht sich deine Aussage? Es ging mal um elektrische Leiter und eletrische Bauelemente und was von was eine Teilmenge sei. Wir können es an dieser Stelle sein lassen. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:46, 28. Dez. 2024 (CET)
Hier noch ein überarbeiteter Vorschlag, der auch auf Gleich- und Wechselspannung eingeht, einen typischen Anwednugsfall enthält und am Ende in die Formulierungen aus dem aktuellen Artikel übergeht.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine [[elektrische Spannung]] bereit.
Sie hat zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Eine [[Gleichspannung]]squelle erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel. Ein bekanntes Beipiel hierfür ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]. Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist ein [[elektrischer Generator]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt.

Im Idealfall hängt die Spannung, die die Spannungsquelle bereit stellt, gar nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab. Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt.
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

usw...

:}} --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 14:15, 30. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]]: Ich finde deinen Vorschlag gut. Wenn du meine Änderungen vor "Diese erzeugt am Minuspol..." unpassend findest, können sie auch wieder weg. Hier die ganze Einleitung.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt [[elektrische Spannung]] bereit.
In der Ausführung als [[Gleichspannung]]squelle hat sie zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Diese erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel. Ein bekanntes Beipiel hierfür ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]. Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist ein [[elektrischer Generator]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt.

Im Idealfall hängt die Spannung, die die Spannungsquelle bereit stellt, gar nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab. Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt.
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

Eine Spannungsquelle dient vorzugsweise als [[elektrische Energiequelle]], die abhängig vom angeschlossenen Verbraucher elektrischen Strom liefert, dabei aber nicht mit einer ''[[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]]'' (siehe [[#Zusammenhang|unten]]) verwechselt werden darf. Ferner kommt sie als Lieferant von [[Elektrisches Signal|elektrischen Signalen]] vor.

Eine Spannungsquelle kann auch ein Gegenstand sein, der lediglich ein [[elektrisches Feld]] erzeugen kann, dabei aber nur kurzzeitig oder in nicht verwertbarem Umfang zur Stromabgabe fähig ist.}} --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:10, 30. Dez. 2024 (CET)

:Bitte erkläre den Zweck deiner Änderung. Ich verstehe sie nicht. Jede Spannungsquelle hat zwei Pole, nicht nur die Gleichspannungsquelle. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 18:14, 30. Dez. 2024 (CET)
::Die in der Einleitung erwähnten Generatoren haben mehrheitlich drei oder vier Pole, weil sie Drehstron liefern. (PAs entfernt--[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 05:04, 31. Dez. 2024 (CET)) --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:12, 30. Dez. 2024 (CET)
:::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Danke. Ich ändere das verlinkte Beispiel auf Wechselstromgenerator, weil es besser passt. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 20:58, 30. Dez. 2024 (CET)
::::Ich habe den Artikel entsprechend überarbeitet. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:16, 4. Jan. 2025 (CET)
:::::[[Benutzer:Saure]] sieht noch Diskussionsbedarf, den ich hier nicht wahrgenommen habe. Leider hat er deshalb ohne Diskussionsbeitrag einen Revert gemacht.
:::::Sollte mein Vorschlag für die Einleitung im weiteren Diskussionsverlauf Zustimmung finden, schlage ich als nächsten Schritt vor, die Abschnitte zum Thema Grundlagen (Bezeichnungen, ideale und reale Quelle und Leistung) direkt hinter die Einleitung zu verschieben. Damit könnten nicht vorbelastete Leser das Wesentliche verstehen.
:::::Dahinter sollten dann weitere Themen vertieft werden. Eine geeignete Reihenfolge dafür ist m.E. tatsächlich noch offen und sollte in einem anderen Abschnitt als diesem diskutiert werden. Grüße, --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 10:47, 5. Jan. 2025 (CET)
::::::Gegenvorschlag:
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt [[elektrische Spannung]] zwischen ihren [[Elektrischer Pol|elektrischen Polen]] bereit.
<s>In der Ausführung als [[Gleichspannung]]squelle hat sie zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Diese erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel.</s> Ein bekanntes Beipiel für eine [[Gleichspannung]]<nowiki />squelle<s>hierfür</s> ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]].<s>Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig.</s> Ein bekanntes Beispiel für eine [[Wechselspannung]]<nowiki />squelle<s>hierfür</s> ist ein [[elektrischer Generator]].

Im Idealfall hängt die bereitgestellte Spannung<s>, die die Spannungsquelle bereit stellt,gar</s> nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab.<s> Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung.</s> Bei realen <s>Reale</s> Spannungsquellen <s>weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass</s> ändert sich die bereitgestellte Spannung <s>ändert, wenn sich der </s> mit dem Strom<s> ändert</s>, der durch sie fließt gemäß einer [[Kennlinie]] .
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle als [[elektrische Energiequelle]] dient und [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt. Dazu liefert sie zusätzlich zur Spannung als [[Stromquelle]] einen [[elektrischer Strom|elektrischen Strom]]<s>Eine Spannungsquelle dient vorzugsweise als [[elektrische Energiequelle]], die abhängig vom angeschlossenen Verbraucher elektrischen Strom liefert, dabei aber nicht mit einer ''[[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]]'' (siehe [[#Zusammenhang|unten]]) verwechselt werden darf.</s> Ferner kommt sie als Lieferant von [[Elektrisches Signal|elektrischen Signalen]] vor.

Eine Spannungsquelle kann auch ein Gegenstand sein, der lediglich ein [[elektrisches Feld]] erzeugen kann, dabei aber nur kurzzeitig oder in nicht verwertbarem Umfang zur Stromabgabe fähig ist.}}
::::::* Den ersten Absatz habe ich knapper gefasst und auf die Spannungs'''quellen''' fokussiert.
::::::* Absatz 2 und 4 erschienen mir ähnlich genug, um sie zusammenzufassen.
::::::* In Absatz 4 habe ich den POV "vorzugsweise" entfernt und den Meta-Satz über die Artikelstruktur. Da sollte das Tag "Zusammenhang zwisschen Spannungs- und Stromquelle" heißen.--[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 12:06, 5. Jan. 2025 (CET)
:::::::Finde ich auch gut. Ein kleines Problem sehe ich noch: Das, was dann unter dem Tag "Zusammenhang zwischen Spannungs- und Stromquelle" steht, ist ziemlich anspruchsvoll. Der zweite Satz beginnt mit: Eine beliebige Anordnung von linearen Spannungs- und Stromquellen... - ohne dass zuvor erklärt wurde, was eine einzelne lineare Spannungsquelle ist.
:::::::Wennn man die Abgrenzung zwischen den beiden Quellenarten so wichtig findet, dass sie weit vorne erklärt werden sollte, dann sollte man deshalb einen leicht verständlichen Satz dazu am Ende der Einleitung ergänzen und den Abschnitt "Zusammenhang zwischen Spannungs- und Stromquelle" weiter hinten platzieren. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 12:53, 5. Jan. 2025 (CET)
::::::::Nachtrag: Sorry, ich war zu schnell. Diesen Satz würde ich so nicht stehen lassen: "Dazu liefert sie zusätzlich zur Spannung als Stromquelle einen elektrischen Strom." Der Link zur Stromquelle ist uneindeutig und der Unterschied (konstante Spannung oder konstanter Strom) wird nicht klar. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 13:00, 5. Jan. 2025 (CET)

== Zurück zur Frage nach Dritten Meinungen ==

Für mich ist eine Spannungsquelle ein Gerät oder eine Einrichtung, die eine gewisse Spannung vorhält und dazu in der Lage ist, Energie abzugeben. Weil dagegen eine andere Vorstellung vertreten wird, habe ich um Dritte Meinungen gebeten. Dank an alle Mitdenkenden! Dabei habe ich mich bisher zurückgehalten, im Gegensatz zu Modalanalytiker. Im Interesse der Verständlichkeit der WP geht es um die Frage, mit welcher Vorstellung ein unkundiger Leser an das Thema herangeht. Dort sollte der Arikel ansetzen.

Oben mein erster Satz ist auch für einen Akkumulator gültig. Darum und wirklich nur darum baut man einen Akku in ein Kfz oder ein Handy ein. Das Besondere am Akku ist, dass der Energie abgebende elektrochemische Prozess umgekehrt werden kann, aber das gehört nicht zur Aufgabe oder zum Kennzeichen einer Spannungsquelle. Genausowenig komme ich auf die Idee, einen Motor, der zur Energierückgewinnung verwendet wird, als Spannungsquelle zu bezeichnen. Denn er hält keine Spannung vor. Eine Spannungsquelle (Taschenlampenbatterie, Thermoelement, Solarzelle, Kraftwerk) kann nichts weiter als Spannung vorhalten und Energie abgeben. Die schöne Beigabe des Akkus, dass er er aufladbar ist, wozu er wie ein Verbraucher Strom aufnehmen kann, kann nicht zum allgemeinen Kennzeichen einer Spannungsquelle gemacht werden. Genausowenig sehe ich, ob im Artikel [[Elektrischer Generator]] die Umkehrfunktion des Motors beschrieben wird, vielmehr wird er als "Gegenstück" bezeichnet.

Die bisherige Diskussion lese ich so, dass die Dritten die Spannungsquelle ebenso sehen wie ich. Ehe weiter versucht wird, in der Einleitung eine andere Auffassung unterzubringen, bitte ich um Grundsatzklärung, welche Beschreibung einer Spannungsquelle bei WP vertreten werden soll. Auf die Tatsache, dass manche Spannungsquellen mehr können als oben angegeben, sollte wie bisher am Ende des Artikels eingegangen werden, egal ob das Kapitel "Vervollständigung" heißt oder besser "Spannungsquelle als Verbraucher".

Besonders lecker finde ich den Beitrag, wonach "Steckdosen im Haushalt" als Spannungsquelle aufgelistet werden. Physikalisch korrekt ist eine Spannungsquelle ein spezieller Energiewandler, das ist eine technische Einrichtung, die elektrische Energie durch einen Umwandlungsprozess aus anderer Energie zur Verfügung stellt. Ich sehe nicht, wie eine [[Steckdose]] dieserart umwandeln soll; vielmehr ist sie Zubehör in der [[Elektroinstallation]]. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:18, 5. Jan. 2025 (CET)

:Hmmm...eins habe ich in den paar Jahren Wikipedia lernen dürfen: "für mich" ist oft nicht ausschlaggebend. Ich sehe Argumente für und gegen Deine Einschätzung. Aus installationstechnischer Sicht ist die Spannungsquelle die Einrichtung, an der man zwischen zwei Polen eine Spannung vorfindet - aus physikalisch-theoretischer Sicht ist sie eher die Einrichtung, welche die Spannung erzeugt, also ohne die keine Spannung existieren würde. Ich neige zur ersten Sichtweise - wegen der Fragen: ist ein Transformator, ein Netzteil, ein Spannungsteiler eine Spannungsquelle? Ich denke schon, jedenfalls aus der Sicht der meisten Interessenten, die eben nicht hinter die Kulissen schauen (vgl. auch [https://www.ingenieurkurse.de/elektrotechnik/gleichstrom/gleichstromkreise/elektrische-quellen/spannungsquellen.html]). Just my 2cts. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 19:31, 5. Jan. 2025 (CET)
:Die ersten Sätze in meinem Vorschlag für die Einleitung sind an ein altes Schul-Physik-Buch angelehnt. Das ist mein Startpunkt dafür, unkundige Leser einzuführen. DIN-Normen und Akkus finde ich an dieser Stelle falsch platziert.
:Außerdem finde ich, dass deine Beschreibung "eine Einrichtung, die eine gewisse Spannung vorhält und dazu in der Lage ist, Energie abzugeben", eine Steckdose einschliesst. Das Buch "Elektrotechnik für Dummies" verwendet das Beispiel auch. Darin erklärt Michael Felleisen (Professor für Mess- Steuer- und Regelungstechnik in Pforzheim) den Innenwiderstand der realen Spannungsquelle mit den Leitungen vom E-Werk zur Steckdose. So abwegig, wie du es darstellst, ist das also nicht als Beispiel für die Zielgruppe "unkundige Leser". --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 21:26, 5. Jan. 2025 (CET)

Aufgrund der vorangehenden Diskussionen möchte ich an die Beachtung folgender Fakten erinnern:
*Es ist klar zu unterscheiden, ob über eine ''real existierende Spannungsquelle'' oder über das ''Modell einer Spannungsquelle im Sinne der Berechnung elektrischer Netzwerke'' (siehe angeführtes Schaltzeichen nach DIN) gesprochen wird.
*''Real existierende Spannungsquellen'' (Akkus, Generatoren, Fotozellen, Oszillatoren, insbesondere auch Konstant- und Referenzspannungsquellen) werden in der Praxis oft auch als ''Strom- oder (elektrische) Energiequellen'' bezeichnet (was sie ja auch sind). Sie sind allerdings in den [[Stromlaufplan|Stromlaufplänen]] (wohl zu unterscheiden von den Schaltbildern der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Netzwerktheorie]]) von elektrischen Geräten nicht zu finden (außer, wenn sie beispielsweise als Akku eingebaut sind), denn diese enden oft am (Netz-)Stecker.
*Dagegen ist eine Spannungsquelle im Sinne der Berechnung [[Netzwerk (Elektrotechnik)|elektrischer Netzwerke]] ein (nicht real existierendes) abstraktes Modell, das in den Schaltbildern elektrischer Netzwerke vorkommt. Diese Netzwerke sind selbst nicht real, sondern Modelle von realen elektrischen Schaltungen. Dabei gibt es in der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Theorie der Netzwerke]] nur zwei sogenannte ungesteuerte (unabhängige, eingeprägte) Quellen: Die ideale Spannungs- und die ideale Stromquelle.
*Eine reale Spannungsquelle wird in der Theorie der Netzwerke oft durch einen [[Zweipol|aktiven Zweipol]] modelliert, der aus idealer Spannungs- oder (!) Stromquelle und einem ''Innenwiderstand'' besteht. Ist dieser im einfachsten Fall linear, dann spricht man manchmal von einer linearen Spannungs- oder Stromquelle.

Also entweder sollte dieser Artikel (1) die real existierenden Spannungsquellen oder (2) die Modelle der Netzwerktheorie oder (3) beides beschreiben. Bei der Entscheidung für letzteres muss aber für den Leser eine ''deutliche Trennung'' sichtbar sein. Alle Begriffe und Fakten sollten durch seriöse Quellen abgedeckt sein (für die Netzwerktheorie beispielsweise {{Literatur|Autor=[[Reinhold Paul]]|Jahr=1994|Titel=Elektrotechnik 2 – Netzwerke|Ort=Berlin Heidelberg New York|ISBN=3-540-55866-7|Verlag=Springer-Verlag}}). --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:17, 6. Jan. 2025 (CET)

:Sorry, zu meiner Aufforderung "Zurück zur Frage nach Dritten Meinungen" ist der Bezug verloren gegangen. Der war die Bitte um Dritte Meinungen, die [[Wikipedia:Redaktion Physik/Qualitätssicherung/Archiv/2024/Dezember#Spannungsquelle|an anderer Stelle]] zu finden ist; bitte dort nachlesen. Es geht darum,
:- ob der Artikel die Spannungsquelle als ''Quelle'' darstellen soll mit dem Hinweis am Ende, dass manche Quellen auch als Verbraucher betrieben werden können,
:- oder ob sie ''von Anfang an'' als Quelle und Senke dargestellt werden soll.
:Mit welcher Vorstellung geht ein unkundiger Leser an das Thema heran? Für mich hat ein Akku die Hauptaufgabe, als Quelle zu dienen, mit der Besonderheit, dass er zwischenzeitlich auch mal geladen werden kann. Ehe das nicht geklärt ist, wird der Streitpunkt zum Problem der Formulierung der Einleitung.

:@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich denke schon, dass der Artikel mit dem Modell der Spannungsquelle in der Schaltungstheorie der Elektrotechnik beginnen sollte. Das vorstehenden Problem führt aber auf die Frage, welches Modell gewählt werden soll – nur Erzeuger oder sowohl Erzeuger als auch Verbraucher.
:Für mich ist eine (lineare) reale Spannungsquelle auch ein Modell, zusammengesetzt aus den Modellen des ohmschen Widerstands und der idealen Strom- oder Spannungsquelle.
:@[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] Du bist doch so sehr auf den Stromkreis aus. In den zitierten Leitungen vom E-Werk zur Steckdose fließt kein Strom, es sei denn, du schließt an die Steckdose einen Verbraucher an. Dann wird aber das W-Werk darin die Quelle. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 12:58, 7. Jan. 2025 (CET)
::Hallo @[[Benutzer:Saure|Saure]], in meinem Fall wird das, was du als "Bezug verloren" bezeichnest, direkt von deiner Argumentationskette ausgelöst. "Mit welcher Vorstellung geht ein unkundiger Leser an das Thema heran?" ist die richtige Frage. Der Leser sollte dort abgeholt und zunächst auf eine möglichst einfache und verständliche Erklärung treffen. Du denkst, dass ein Akku diese Erklärung unnötig kompliziert. Bis hierher Zustimmung. Gleichzeitig bestehst auf einem Einstieg in die Schaltungstheorie. An dieser Stelle setzt bei meinem fiktiven Leser spontan dieselbe Schockstarre ein, die man oft bei "Wer wird Millionär?" beobachten kann, wenn eine Frage zur Astronomie dran kommt :-). Deshalb mein Einspruch und mein Vorschlag für eine allgemeinverständliche Einleitung.
::Die Fortführung meines Vorschlags entspricht m. E. Alternative (3) von @[[Benutzer:Reseka|Reseka]]: Im Artikel folgt unter [[Spannungsquelle#Grundlagen]] in zwei Abschnitten eine m. E. verständliche Beschreibung für das lineare Ersatzschaltbild. Diese beiden Abschnitte könnten direkt auf eine einfache Einleitung folgen. Dadurch würde alles andere, auch die Schaltungstheorie, nach unten rutschen und später nach und nach passend einsortier. Das Laden eines Akkus würde dann z.B. gut in einen zur Zeit nicht existenten Abschnitt zum "Verbinden realer Quellen" passen. Nichts ginge verloren. Geändert würden im Wesentlichen die Tags, die Reihenfolge der Tags und die Zuornungen von Text zu Tags. So, dass sich der Artikel vom Einfachen zum Anspruchsvollen und von einer einzelnen Quelle zu mehreren Quellen und erst danach zu beliebigen linearen Schaltungen entwickelt.
::Daraus ergibt sich folgende Frage: Was ist aus deiner Sicht der Vorteil deines Plans? --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 15:05, 7. Jan. 2025 (CET)
:::Ich unterstütze den Ansatz von [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] und habe noch zwei Anmerkungen.
:::Erstens: Nach der bisherigen Diskussion rege ich für die Einleitung eine Festlegung an, die den Begriff Spannungsquelle (zunächst als materielle Einrichtung) allgemein definiert. Ein Versuch:
:::''Eine Spannungsquelle ist eine elektrische Einrichtung, die an ihren Anschlusspunkten eine elektrische Spannung anbietet und einen elektrischen Strom erzeugen kann. Die Spannungsquelle wandelt dazu nichtelektrische Energie'' ''in elektrische um.''
:::Bei dieser Definition sind z. B. Steckdose, Leuchtmittelfassung, Funktionsgenerator, Netzgerät, Spannungswandler und Transformator keine Spannungsquellen. Wenn der zweite Satz fehlt, ist diese Gruppe eingeschlossen, was ich nicht befürworte.
:::Zweitens: Im Artikel sollte ein Kennlinienbild für die ideale Spannungsquelle respektieren, dass deren Spannung stromstärkeunabhängig ist und dass diese Eigenschaft sich auch auf die Kennlinie der linearen Spannungsquelle auswirkt. Ein fehlerhaftes Bild ist didaktisch ungeschickt und ebenso der Versuch, es nachträglich mit Worten richtigzustellen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:14, 7. Jan. 2025 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:19, 7. Jan. 2025 (CET)

Diskussion:Spannungsquelle

2025-01-07T20:12:47Z

Modalanalytiker: /* Zum Abschnitt "Vervollständigung" */ Antwort

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== Zum Abschnitt "Vervollständigung" ==

In dem Abschnitt heißt es: "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht." Das trifft nicht zu: In dem gezeigten Ersatzschaltbild wird von dem Modell eines nichtliniearen Widerstands Gebrauch gemacht. Das Modell besitzt keine messbare Quellenspannung und kann ausschließlich elektrische Energie in Wärme wandeln, nicht aber elektrische Energie an äußere Verbraucher abgeben oder von äußeren Quellen abgegebene speichern. Eine Diode als "rein passiv betriebene[n] Spannungsquelle" zu modellieren, verfehlt die Wesensmerkmale einer Spannungsquelle. Wer verstehen möchte, was eine Spannungsquelle ist, wird durch das Beispiel desorientiert. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:13, 30. Nov. 2024 (CET)

:Ach Modalanalytiker, wenn du doch nur treu zu dir selber bleiben könntest. Vor über 5 Jahren hast du in den Artikel eingeführt (auf didaktisch äußerst ungeschickte Weise), dass im ''vollständigen Modell der idealen Spannungsquelle'' ihre Kennlinie nicht durch einen, sondern stets durch zwei Quadranten verläuft, da der durch die äußere Beschaltung bestimmte Strom durch die Quelle sowohl positive als auch negative Werte annehmen kann. Das ''Modell der idealen Quelle'' ist immer in der Lage, sowohl als Erzeuger als auch als Verbraucher zu wirken. Du selber schreibst in einem Diskussionsbeitrag: „Die ideale Spannungsquelle (und viele reale Quellen ebenso) kann elektrische Leistung auch ''aufnehmen''“ (nachzulesen im Archiv, 14:43, 16. Mai 2019). Und jetzt schreibst du: „ Eine Diode als "rein passiv betriebene[n] Spannungsquelle" zu modellieren, verfehlt die Wesensmerkmale einer Spannungsquelle.“ Zählt das Wesensmerkmal, als Verbraucher wirken zu können, mit einmal nicht mehr? In dem im Artikel gezeigten Ersatzschaltbild wird die Spannungsquelle eben nur in demjenigen Quadranten betrieben, in dem sie Verbraucher ist.
[[Datei:Dioden-Kennlinie 1N4001 differentiell.svg|mini|hochkant=0.6|Vereinfachte Dioden-Kennlinie (grün). Die hier mit <math>U_F</math> bezeichnete Spannung entspricht dem <math>U_S</math> im Artikel.]]
:Mit welcher Besserwisserei schreibst du, dass das Ersatzschaltbild einer Diode nicht zutrifft? Ich habe drei Fundstellen dafür angegeben und mehrere weitere Stellen inzwischen gefunden; Kritik am Ersatzschaltbild müsstest du bei den Verfassern der Einzelnachweise abladen. Die Diode hat einen in Rechnungen schwer zu handhabenden nichtlinearen Widerstand, während im Modell in zwei Teilbereichen jeweils linear gerechnet werden kann. Wie es sich für eine (stets passive) Diode gehört, besitzt das Modell „keine messbare Quellenspannung“ und kann bezogene elektrische Energie ausschließlich in Wärme wandeln. Auch das dürfte allgemeine Erfahrung sein, dass eine stromdurchflossene Diode warm wird. Das ''vollständige Modell der idealen Spannungsquelle'' mag „desorientierend“ wirken, aber du hast das Modell in den Artikel eingeführt, und im Diodenersatzschaltbild wird es von kundigen Fachbuchverfassern eingesetzt. Ein Ahaeffekt, wie eine passive Spannungsquelle zu verstehen ist, ist im zugehörigen Artikel durchaus gewollt. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:55, 1. Dez. 2024 (CET)
::Du liest aus meinem Text, dass ich die Ersatzschaltung der Diode für fehlerhaft erachte. Keineswegs! Das Diodenmodell ist durchaus tauglich. Es liefert nur keinen Beitrag zur Information über physische Spannungsquellen. Ich wiederhole im folgenden Abschnitt nochmal meine Kritik mit anderen Worten.
::    Zur Erläuterung von Spannungsquellen wie auch von anderen Betriebsmitteln taugen ''reale'' Anwendungsbeispiele. Die Verwendung einer idealen Spannungsquelle in einem Ersatzschaltbild der Diode illustriert keine solche ''Spannungsquellen-Anwendung'', sondern nur einen additiven Term in einer Kennlinienkurve. Der Abschnitt hilft sicher für das Studium von Dioden, falls der Leser das Modell einer idealen Spannungsquelle verstanden hat. Wenn er um dieses Wissen noch ringt, ist der Text verwirrend. Ist es so schwer, Beispiele auszuwählen, welche den materiellen Lemmagegenstand selbst behandeln?
::    Kurzum: Die Veranschaulichung eines Diodenkennliniensummanden durch das Modell einer idealen Spannungsquelle ist probates Mittel zum Verständnis von Dioden, m. E. aber kein taugliches Beispiel zur weiteren Erläuterung einer physischen Spannungsquelle.
::    Schade, dass du versuchst, deinen Schlussfolgerungen durch Diffamierungen ("wenn du doch nur treu zu dir selber bleiben könntest", "auf didaktisch äußerst ungeschickte Weise", "Mit welcher Besserwisserei schreibst du") Nachdruck zu geben. Wikpedia fordert sachliche Beiträge. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:03, 1. Dez. 2024 (CET)

:::'''Falsch''': Es geht im Kapitel "Vervollständigung" '''nicht''' um ''reale'' Anwendungsbeispiele. Sondern es geht hier um das ''vollständige Modell der idealen Spannungsquelle''. Es geht um die Verallgemeinerung, wonach die Quelle als aktiv wirkend oder passiv wirkend beschrieben werden kann. Es geht um ein Beispiel, wo dieses Modell sinnvoll eingesetzt wird bzw. notwendig ist. Da steht in der Beispielerläuterung ausdrücklich: „Die Spannungsquelle existiert nicht real, aber im Modell … “.
:::Deine Darlegung steht auch im Widerspruch zu deinen Eröffnungssätzen in diesem Diskussionskapitel. Da hast du klar geschrieben, dass der Satz "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht" nicht zutrifft. Da steht etwas vom Modell, während du vorstehend auf physische Spannungsquellen ausweichst, also einfach das Thema wechselst. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 15:04, 2. Dez. 2024 (CET)
::::@[[Benutzer:Saure|Saure]] Ich lasse mich vorübergehend auf deine Argumentation ein und verbinde damit die Frage, ob du den folgenden Zusatz im Artikel [[Elektrischer Widerstand]] als notwendige Verbesserung ansehen, verteidigen oder wenigstens dort dulden würdest. Er folgt dem Muster ''Diodenmodell im Artikel Spannungsquelle'' und kann uns als Entscheidungshilfe dienen:
::::''Vom Modell eines Widerstands wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle Gebrauch gemacht'' [Bild dazu bitte vorstellen]. ''Mit diesem wird der Innenwiderstand der Spannungsquelle angenähert. Der Widerstand existiert nicht real als diskretes Schaltelement, aber im Modell erlaubt er die Abhängigkeit der Lastspannung von der Stromstärke zu beschreiben. Aufgrund seines Verhaltens ist der Widerstand gemäß dem Verbraucherzählpfeilsystem beschriftet.'' --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:16, 2. Dez. 2024 (CET)

:::::Ach @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]], was bist du für ein Meister im Ausweichen vor der Sachdiskussion, indem du dich nicht zu bestehenden Fragen äußerst, sondern über etwas anderes. Erst behauptest du, dass der Satz "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht" nicht zutrifft. Dazu redest du einfach von physischen Spannungsquellen statt vom Modell, um das es geht. Jetzt kommst du mit der nächsten Nebelkerze.
::::: Von welchem „Modell eines Widerstands“ (was auch immer das sein mag) du etwas in welchem „gezeigten Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle“ schreibst, weiß ich nicht; die Diskussion drehte sich bisher um ein ''vollständiges Modell der idealen Spannungsquelle'' im gezeigten ''Ersatzschaltbild einer Diode''.
:::::Üblicherweise enthält eine überschaubar große elektrische Schaltung nur eine einzige Spannungsquelle. Fließt dann Strom durch die Quelle, so ist er bei einer positiven Quellenspannung im Erzeugerzählpfeilsystem ebenfalls positiv. Nun ist im ''vollständigen Modell der idealen Spannungsquelle'' eine Umkehrung enthalten, wonach sie einem zugeführten Strom eine konstante Spannung entgegenstellen kann. Mit diesem Modell will ich vertraut machen, indem ich eine Anwendung der Umkehrung zeige, wie sie im Diodenersatzschaltbild vorkommt.
:::::Wenn ich im Artikel darauf hinweise, dass die Spannungsquelle im [[Ersatzschaltbild]] (mitsamt dem Widerstand) nicht real existiert, dann nur deshalb, um dem Irrtum zuvor zu kommen, dass sie die Quelle des Diodenstroms sein kann. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:12, 3. Dez. 2024 (CET)
::::::@[[Benutzer:Saure|Saure]] An diesem Punkt können wir die Diskussion unterbrechen. Ich fasse zusammen: Ich halte den Abschnitt zum Diodenmodell, in dem das ''Modell einer idealen Spannungsquelle'' einen Summanden zur Formulierung der Diodenkennline beiträgt, im Artikel [[Spannungsquelle]] für deplatziert und verwirrend. Im Artikel [[Diode]] kann man das bisher schon nachlesen. Dort ist es dienlich.
::::::<math>\quad</math>Ich werde den Artikel gelegentlich überarbeiten, um eine von mir vertretbare Fassung zu erzeugen. Ich bitte dich, deren Revertierung einem dritten Benutzer zu überlassen. Es lesen bestimmt einige sachverständige mit. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:00, 3. Dez. 2024 (CET)

:::::::Bisher hat sich niemand an vorstehender Diskussion beteiligt. Und auf diesen Niemand hoffst du bezüglich der Revertierung deiner angekündigten Überarbeitung? Das Obenstehende zeigt nur zu erschreckend, was von deinen Beiträgen zu erwarten ist. Fehler in meinem Beitrag findest du ja keinen, wenn du ihn im Diodenartikel für dienlich hältst. Als „deplatziert“ siehst du es an, wenn das einfache Beispiel einer passiv wirkenden Quelle im Kapitel über die passiv wirkende Quelle erscheint? Logisch? Wenn du das so einfache, in der Fachliteratur verbreitete Beispiel als „verwirrend“ ansiehst, dann ist das wohl eher deine persönliche Gefühlslage, vielleicht eine Denksperre, aber kein Sachargument. Ich habe früher die passiv wirkende Quelle als verwirrend angesehen, aber ich habe dazugelernt. Übrigens stammt die Anregung zu diesem Beipiel von einem Mitleser. Da hätten wir schon eine Dritte Meinung.– Eine Überarbeitung ohne Diskussion werde ich nicht akzeptieren. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 11:48, 6. Dez. 2024 (CET)
::::::::Meine angekündigte Überarbeitung ist jetzt online.
::::::::Die Hauptsache der Bearbeitung betrifft die DIN-Definition der ''idealen Spannungsquelle''. Sie wird von Anfang an richtig, d.h. vollständig vorgestellt. Dadurch erübrigt sich der Abschnitt "Vervollständigung" am Ende der Vorversion, in dem der anfangs übergangene passive Betrieb schließlich als "Vervolltändigung" nachgetragen wird. Der korrekte Einstieg zieht einige Änderungen nach sich, die auch Abbildungen und Überschriften erfassen. Textabschnitte, die Inhalte anderer Artikel wiederholen, sind durch Links gestrafft. Als Schlüsselvariable für Gleichungen zu Leistung und Wirkungsgrad dient jetzt die Stromstärke, wodurch aktiver und passiver Betrieb einheitlich erfasst sind. Die vorherige spezielle Darstellung mit dem Lastwiderstand als Variable bleibt durch Links erhalten. Die Einzelnachweise 13 bis 15 in der Vorversion sind nicht entfallen, sondern stehen wie bisher im verlinkten Artikel [[Diode]]. Ich bitte um kritische Revision. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 12:16, 12. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Zur heutigen Rückgängigmachung der Überarbeitung habe ich [[Wikipedia:Dritte Meinung| dritte Meinungen (12:46, 13. Dez. 2024)]] angefragt. Beiträge dazu bitte hier anfügen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 13:12, 13. Dez. 2024 (CET)

:Du hast vor fünf Jahren versucht, den Artikel umzumodeln; dem habe ich mich widersetzt. Ein Dritter hat der Umstellung ein Ende gesetzt. Jetzt versuchst du genau dasselbe, und ich widersetze mich erneut. Ich habe dich zur angekündigten, von dir vertretbaren Fassung um Diskussion gebeten, aber da ist nichts gekommen.
:Im allgemeinen Verständnis wird eine Spannungsquelle (Batterie, Kraftwerk) als etwas Energie Abgebendes verstanden. Eine Quelle, die auch etwas aufnehmen kann, wirkt widersprüchlich. Fachsprachlich ist das eine Senke. Das Verständnis für die Vervollständigung der Spannungsquelle zu diesem Ungewöhnlichen muss aufgebaut werden. Alles andere ist didaktisch äußerst ungeschickt.
:Ich habe meinerseits die [[ Wikipedia:WikiProjekt Elektrotechnik/Qualitätssicherung]] angerufen. Von der Stelle erwarte ich eher Sachverständnis, wie eine Spannungsquelle für einen Laien verstehbar ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 16:27, 13. Dez. 2024 (CET)
::Ist es wirklich sinnvoll, PV-Zellen und Akkus bei <s>anliegender umgekehrter Spannung </s> umgekehrten Stromfluß als "Spannungsquellen" darzustellen? Nach meinem Laienverständs handelt es in diesen Fällen eher um nichtideale Stromsenken (Akkus, beabsichtigt) bzw. parasitäre Heizelemente (PV-Zellen) - insofern erscheint mir die entsprechende Grafik (mit Forsetzung in den negativen Spannungsbereich) als wenig hilfreich - wenn nicht sogar inhaltlich irreführend?
::Etwas unglücklich finde ich eine Kapitelüberschrift ''Vervollständigung'' - sollte man dem Leser nicht sagen, wohin das Modell ''vervollständigt'' bzw. erweitert wird? --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 19:11, 13. Dez. 2024 (CET)
:::Zur Klarstellung: "PV-Zellen und Akkus bei anliegender umgekehrter Spannung" hat hier bis jetzt keiner besprochen. Das ist auch nicht nötig, denn das ist der Zerstörungsbetrieb. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:47, 13. Dez. 2024 (CET)
::::<s>Umgekehrte Spannung zeigt Deine Grafik, zumindest für Akkus - hat mich wohl verwirrt.</s> Gemeint habe ich umgekehrte Stromrichtung - und in diesem Fall ist die Abweichung vom Modell einer Spannungsquelle maximal. --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 20:18, 13. Dez. 2024 (CET)
:::::[[Datei:U(I)-Kennlinien_von_idealer,_linearer_und_realen_Spannungsquellen.svg|mini|Kennlinien von Spannungsquellen: ideale SpQ (rot), lineare SpQ (türkis) und nichtlineare SpQ: (grün Solarzelle, blau: Akkumulator<ref>E. Philippow: ''Taschenbuch Elektrotechnik'', Band 6, ''Systeme der Elektroenergietechnik'', Hanser 1982, Abschn. 5.2.1, S.781</ref> )]]
:::::@[[Benutzer:Drahkrub|Drahkrub]]: Rückfrage zu: "Umgekehrte Spannung zeigt Deine Grafik, zumindest für Akkus - hat mich wohl verwirrt."
:::::Wo siehst du in der Akkukennlinie Punkte mit negativer Spannung? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:14, 13. Dez. 2024 (CET)

::::::Urgs, Achsen falsch gelesen. Entschuldigung. --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 09:27, 14. Dez. 2024 (CET)
::Hallo, ich habe gerade nach einem Beispiel für eine leicht verständliche Erklärung gesucht und in das eBook "Elektrotechnik für Dummies" von Michael Felleisen rein geschaut (aus meiner Stadtbücherei).
::Das bringt mich auf diesen Vorschlag: ein Abschnitt "Ideale und reale Spannungsquelle" mit einem einfachen Ersatzschaltbild (nur ein Widerstand, Felleisen hört danach auf), gefolgt von einem Abschnitt "weitere Ersatzschaltbilder für reale Spannungsquellen" oder "nicht-lineare Spannungsquellen".
::Nach meinem Verständnis gibt eine Spannungsquelle Energie ab, alles andere sind Verbraucher. Daraus folgt, dass ich die Möglichkeit, dass z.B. das Bauteil "Akku" sowohl Quelle als auch Senke sein kann, optional in einem weiteren Abschnitt erwähnen würde, für dessen Überschrift ich keinen Vorschlag habe.
::Grüße, --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 12:32, 18. Dez. 2024 (CET)

[[Benutzer:Saure|der Saure]] hatte [[Spezial:Diff/251349965/251350469|in der QS der Radaktion Physik um eine '''dritte Meinung''' gebeten]]. Ich versuchs mal.
* Der aktuelle Artikelstand wirkt auf mich eher akademisch als praktisch. Das mache ich daran fest, dass die Definition in der Einleitung direkt auf die Definition der [[Schaltungstheorie]] verweist. Im Sinne des Mottos "Wikipdia ist für die Leser da!" halte ich das für ungünstig, denn die Zahl der Schaltungstheoretiker, die den Artikel als Nachschlagenwerk nutzen, dürfte überschaubarer sein als die Zahl der Laien, die bspw. den Unterschied zwischen einer Strom- und Spannungsquelle verstehen wollten.
* Das Lemma ist [[Spannungsquelle]], insofern ist es gut, wenn hier die ideale Spannungsquelle behandelt wird, selbst wenn es die in der Praxis nicht gibt. Als Nutzer von elektrischer Energie erlebe ich aber einen Unterschied zwischen dem 220V-Wechselspannungsnetz, das mir so gut wie immer 230V liefert und einer 12V-Autobatterie, an der ich zwar 14,4V messe und beim Anlassen trotzdem die Innenraumbeleuchtung dunkel wird.
* Ein in meinen Augen schöner und angemessener Einleitungssatz für diese Benutzergruppe wäre:
{{Kasten|Eine Spannungsquelle ist in der Elektrotechnik eine idealiserte Quelle elektrischer Energie, die unabhängig von ihrer Belastung eine bestimmte elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen herstellt. Ihr Komplement ist die ebenfalls idealisierte Stromquelle, durch die unabhängig von äußeren Faktoren ein bestimmter Strom fließt. Reale Quellen elektrischer Energie weichen von diesen Idelabildern dadurch ab, dass bereit gestellte Spannung und fließender Strom nicht unabhängig voneinenander sind.}}
* Die Eigenschaften der idealen Spannungsquelle sollten dann im Hauptteil diskutiert werden, zur Hinführung an die reale Spannungsquelle (einschl. Erläuterung von Kennlininen) mit dem zusätzlichen Hinweis, dass ideal lineare Spannungs- und Stromquellen äquivalent sind.
* Im Abschnitt '''Arten''' würde ich einen Hinweis erwarten, inwieweit die genannten Quellen elektrischer Energie eher Spannungs- als Stromquellen sind, und wie die Beziehungen zu anderen Parametern (Nennstrom, Kurzschlusstrom, Nennspannung, Spannung an der offenen Klemme) sind, bevor dann die Spannungsquellen im Detail diskutiert werden. Apropos Arten, da fehlt mir noch der Kondensator/SuperCap, als maximale Abweichung zu beiden Idealen.
* Dann gibt's noch den Sonderfall, dass eine Spannungsquelle eine Energiesenke wird, wenn Strom und Spannung entgegengesetzt sind - da wären grundsätzlich Bezüge zum Laden von Akkus und zur Steckersolaranlage irgendwie zeitgemäß. Und natürlich auch eine Kennlinie durch zwei Quadranten, die verdeutlicht, dass Lade- und Entladekennlinie typischerweise nicht symmetrisch sind.
* Die spannungstheoretische Betrachtung, -zählpfeilsysteme, Ersatzschaltbilder usw. hielte ich in einem Abschnitt "Fachtheorie" oder ähnlich für angemessen aufgehoben.
* Die detaillierte Diskussion der Eigenschaften von Dioden und weiteren externen Lemmata sollte aus dem Artikel raus. Wenn sie erwähnt oder neue Begriffe eingeführt werden müssen, dann versucht zunächst die Bedeutung fürs Lemma beim Leser zu etablieren.
* Baut den Artikel vom Lemma her auf (induktiv). Die beste Darstellung eines Themas folgt nicht immer der Vorgehensweise, in der das Thema erarbeitet wurde. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]]12:53, 18. Dez. 2024 (CET)

::Dies ist keine dritte Meinung, sondern die eines Befangenen - speziell zum Kernpunkt der Diskussion, dass z. B. Akkumulatoren zu etwas "Ungewöhnlichem" gehören, für das das Verständnis besonders aufgebaut werden muss, weil alles andere "didaktisch äußerst ungeschickt" wäre.
::Spannungsquellen sind Betriebsmittel in der Elektrotechnik. Sie halten innerhalb betrieblicher Grenzen die Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant. Je nach Typ können sie an diesen Anschlüssen Leistung ''nur liefern'' (aktiver Betrieb, z. B. nichtaufladbare Batterien, Solarzellen, Netzgeräte, Thermoelemente) oder an denselben Außenanschlüssen Leistung ''auch aufnehmen'' (aktiver ''und'' passiver Betrieb, z. B. aufladbare Batterien, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken, einige Arten von rotierenden elektrischen Maschinen, Transformatoren).
::M. E. ist es didaktisch gerade ''nicht'' geschickt, fast den ganzen Artikel lang den falschen Eindruck zu verfestigen, dass Spannungsquellen per Definition Leistungslieferanten seien. Der Preis dafür ist z. B. ein unvollständiges Kennlinienbild (in der drei von vier Kennlinien durch Unvollständigkeit falsch sind), das sich dem Leser einprägt und das er von sich aus nicht vervollständigen kann. Eine vervollständigte, richtige Version des Bildes am Artikelende könnte hier noch etwas heilen, würde aber auch die Frage aufwerfen: Warum nicht gleich richtig?
::Es geht sehr einfach besser, siehe [https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Spannungsquelle&oldid=251183703 Version 12:16, 12. Dez. 2024] oder [https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Spannungsquelle&oldid=251310873 Version 21:11, 16. Dez. 2024] --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:46, 18. Dez. 2024 (CET)
:::Auch eine Meinung.
:::Konkret zu Deiner Frage, ob Spannungs''quellen'' per Definition Leistungs''lieferanten'' sind: ich bin überzeugt, dass der überwiegende Teil der Leser diese Bedeutung mit einer Spannungsquelle assoziiert - ganz ähnlich wie man bei Elektromotoren ja auch nicht als Zweites oder Drittes an rekuperationsfähige Bremsen denkt. Ich bin ebenso überzeugt, dass Wikipedia am wirksamsten Wissen bereit stellt, indem es die Menschen dort abholt, wo ihr Wissen (jedenfalls das von uns erwartete) heute steht, und zunächst mal die Misskonzepte aufräumen sollte (also die Vorstellung dort korrigieren, wo sie nicht durch den Stand der Wissenschaft gestützt ist), bevor sie die Vorstellungen auf noch Unbekanntes erweitert.
:::<s>Warum Du mich allerdings als Befangenen disqualifizierst, kannst wohl nur Du sagen, das gehört auch hier nicht in die Disk. Schreib mir gern was dazu auf meiner Benutzerdisk.</s> (Missverständnis geklärt, [[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] bezog das auf ''seinen'' Beitrag ) Ich hoffe, wir sind uns wenigstens einig, dass der Artikel, insbesondere die wichtige Einleitung, aktuell Deine und meine Vorstellung nicht bedient. Mach doch hier mal einen Vorschlag, wie ein guter Einleitungssatz bzw. Abschnitt aussehen könnte, dann finden wir sicher jeweils gute Aspekte im Vorschlag des jeweils Anderen und schaffen es, den Artikel zu verbessern.
:::Konkret zur Einleitung, aktuell und in der [[Spezial:PermaLink/251310873|Version 21:11, 16.Dez 2024]]: Hier fühle ich mich durch den Bezug zu Schaltungstheorie, Zweipol und Netzwerkanalyse irgendwie überfahren, da sich mir nicht erschließt, warum der Leser für die meisten Seitenaufrufe eine Theorie lernen, analysieren oder Pole zählen müsste. Da wäre IMHO weniger mehr. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 09:04, 19. Dez. 2024 (CET)
:Mir gefällt Alturands Vorschlag für die Einleitung sehr gut. Wenn man noch Batterien und Generatoren als bekannte Beipiele ergänzt, dann erhält der Leser in wenigen Sätzen die wichtigsten Informationen in verständlicher Sprache und er kann sie mit seinem Alltagswissen verbinden - genau das macht m. E. eine gute Einführung aus. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:37, 22. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Alturand|Alturand]] Zuerst danke für deinen fairen Umgang mit meinem missverständlichen "Befangenem".

An die Einleitung habe ich mich bisher nicht herangetraut, um deren Autoren nicht noch mehr zuzumuten. Ich teile deine Auffassung, dass dort der Bezug zu Schaltungstheorie, Zweipol und Netzwerkanalyse nicht angebracht ist. Hier stehen besser reale Ausführungsbeispiele, die erklären, um was für Objekte es im Artikel überhaupt geht. Der Artikel würde darüber hinaus profitieren, wenn Inhalte, die für Leser ohne Theoriekenntnisse verständlich sind, von solchen zur netzwerktheoretischen Modellbildung getrennt wären, z. B. durch separate Kapitel.
Einen Artikelbeginn will ich gern versuchen:
{{Kasten|Spannungsquellen sind elektrotechnische Betriebsmittel. Je nach Typ können sie ''elektrische Energie liefern'' (aktiver Betrieb, z. B. nichtaufladbare Batterien für die Taschenlampe, Solarzellen auf Hauserdächern, Netzgeräte im Labor, Thermoelemente zur Temperaturmessung) oder ''auch aufnehmen'' (aktiver ''und'' passiver Betrieb, z. B. aufladbare Batterien (Akkumulatoren) zur Speicherung von Solarenergie, Akkumulatoren in Mobiltelefonen oder Elektroautos, Motoren in Elektroautos für Antrieb zum Fahren und zur Energierückgewinnung beim Bremsen, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken). Spannungsquellen halten innerhalb betrieblicher Grenzen die elektrische Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant.}}
Gleich noch eine Alternative:
{{Kasten|Spannungsquellen sind elektrotechnische Betriebsmittel, die elektrische Energie liefern können (aktiver Betrieb). Beispiele sind nichtaufladbare Batterien für Taschenlampen, Solarzellen auf Häuserdächern, Netzgeräte im Labor, Generatoren in Kraftwerken. Einige Spannungsquellen können zusätzlich Energie auch aufnehmen (passiver Betrieb). Beispiele dafür sind aufladbare Batterien (Akkumulatoren) zur Speicherung von Solarenergie, Akkumulatoren in Mobiltelefonen oder Elektroautos, Motoren in Elektroautos für Antrieb zum Fahren und zur Energierückgewinnung beim Bremsen, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken).

Spannungsquellen halten innerhalb betrieblicher Grenzen die elektrische Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant.}}
--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 15:11, 19. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 15:37, 19. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 10:03, 21. Dez. 2024 (CET)

:Meine Meinung dazu könnt ihr im Archiv in der Diskussion von 2019 finden. Ich habe immer noch keine Fachliteratur gefunden, in der die Spannungsquelle mit der hier angebrachten Modellerweiterung eingeführt si d. Ich habe in der aktuellen Diskussion keine neue Argumentation gegenüber der Diskussion von 2019 finden können. Bitte neue Argumente liefern oder hier schließen. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 17:33, 21. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Ich suche auch nochmal nach Fachliteratur, welche die Kennlinie der idealen oder linearen Spannungsquelle mit Erzeuger- ''und'' Verbraucherbereich zeigen. Auch Formulierungen, wie "Spannung unabhängig vom angeschlossenen Netzwerk oder Schaltelementen" statt "unabhängig vom angeschlossenen Verbraucher" würde ich notieren. Das wird ein bisschen dauern. Vielleicht kann das Suchergebnis, als neues Argument bewertet, die Diskussion zum Abschluss bringen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:44, 21. Dez. 2024 (CET)

:Ja, wenn du Fachliteratur anführen kannst, die das so darstellt, würde das sehr helfen. Ich habe mir mindestens dreimal die Einführung der Spannungsquelle antun dürfen (Schule, Ausbildung, Studium). Zumindest bei den ersten beiden Malen hätte mir keiner damit kommen brauchen, dass eine Spannungsquelle, die als Energiequelle eingeführt wurde, auch eine Senke sein kann. Ich weiß noch, wie unser Leistungselektronikprof. uns zum Einstieg Diagramme elektroechnischer Grundelemente zeichnen ließ. Ich kann sicher sagen, dass es selbst da noch meinen Horizont überstieg. Wenn man in diesem Artikel irgendwas von dem, was du einführen möchtest, darstellen will, dann bitte nicht einleitend. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 00:07, 22. Dez. 2024 (CET)

::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]]: Hier sind einige Fachliteraturquellen, welche direkt oder indirekt auf den Erzeuger- ''und'' Verbraucherbetrieb von idealen oder linearen Spannungsquellen hinweisen. Unterstreichungen sind von mir eingefügt:
::*Albach<ref>Albach: ''Grundlagen der Elektrotechnik 1'', Pearson Studium 2008, ISBN 978-3-8273-7341-0</ref>: Text in Abschn. 3.2, S. 114: "Für eine solche [ideale] Spannungsquelle gilt: Die Ausgangsspannung ist unabhängig von dem angeschlossenen Netzwerk. Der Strom hängt von dem angeschlossenen Netzwerk ab und stellt sich z. B. im Falle eines ohmschen Widerstandes entsprechend der Beziehung <math>I=U/R</math> ein."
::*Clausert, Wiesemann<ref>Clausert, Wiesemann: ''Grundgebiete der Elektrotechnik'' 1, Oldenburg, 9.Aufl. 2002, ISBN 978-3-486275759</ref> führen in Abb. 2.30, Abschn. 2.4.2, S. 53 die Kennlinie einer linearen Spannungsquelle für den gesamten Stromstärkebereich (beide Vorzeichen) ein.
::*Haase, Garbe, Gerth<ref>Haase, Garbe, Gerth: ''Grundlagen der Elektrotechnik'', Schöneworth, 4. Aufl. 2018, ISBN 978-3-9808805-5-8</ref> stellen in Bild 2.1 in Abschn. 2.1 auf S. 14 die Kennlinie der idealen Spannungsquelle für positive und negative Stromstärken vor.
::*Hambley<ref>Hambley: ''Electric Engineering - Principles and Applications'', Pearson, 6th ed. 2016, ISBN 978-93-325-6330-8</ref> beschreibt auf S.40 die ideale Spannungsquelle mit folgendem Text: "The voltage across the [ideal independent voltage] source is independent of other elements that are connected to it and of the current flowing through it."
::*Nerreter<ref>Nerreter: ''Grundlagen der Elektrotechnik'', Hanser, 3. Aufl. 2020, ISBN 978-3-446-46456-8</ref> in Bild 1.22 Abschn. 1.5.3, S. 34: Kennlinie wie bei Clausert, Wiesemann. Als einziger Autor benutzt Nerreter für Quellen das Verbraucherzählpfeilsystem, vermutlich inspiriert durch Netzwerkberechnungs-Software.
::*Paul<ref>Paul: ''Elektrotechnik und Elektronik für Informatiker'', Band 1, Teubner 1994, ISBN 3-519-02126-9</ref> zeichnet in Abschn, 2.1.1.1, Bild 2.1.1, S.70 die Kennlinie einer (unabhängigen) idealen Spannungsquelle mit textlich markiertem Erzeuger- und Verbraucherbereich.
::*Prechtl<ref>Prechtl: ''Vorlesungen über die Grundlagen der Elektrotechnik.'' Band 1, 2. Aufl. 1994,Springer Wien / New York, ISBN 3-211-82553-3</ref> zeichnet in Abb. 8.9 in Abschn. 8.4 die Strom-Spannungskennlinien der idealen und einer realen Spannungsquelle für positive und negative Stromstärken. In Abb. 8.21 auf S. 123 erfasst er auch die Kennlinie einer linearen Gleichspannungsquelle mit beiden Stromstärkenvorzeichen.
::--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 11:19, 23. Dez. 2024 (CET)
:::Vielen Dank für die Quellenliste. Ich habe heute aus einer Bibliothek Nerreter in deiner Auflage und Clausert & Wiesemann in der 13.Auflage von 2022 ausgeliehen. Die anderen Bücher haben sie dort leider nicht. IMHO zeigen diese beiden Bücher "eigentlich" nur einen Quadranten. In beiden Büchern wird eine Kennlinie gezeigt, die die Achsen schneidet und erst kurz danach aufhört. Ich nenne das im folgenden Text Stummel und glaube, dass die Zeichnungen einfach etwas ungenau sind und du in diese Stummel zuviel hinein interpretiert hast. Begründung: 1) der begleitende Text schweigt sich dazu aus 2) bei Clausert & Wiesemann gibt es auch noch eine Zeichnung zur Ersatzstromquelle - bei mir 2.49 b) - in der die Kennlinie genau einen Quadranten ohne Stummel zeigt. Bei Nerreter gibt es die Bilder 1.20 und 1.21 zur idealen Spannungs- und Stromquelle, die auch genau einen Quadranten ohne Stummel zeigen. Wie passt das zu den linearen Ersatzschaltbildern mit Stummeln? Aus meiner Sicht nur, wenn die Zeichnungen mit Stummeln einfach etwas ungenau sind... Zum Vergleich: Kennlinien mit 2 "echten" Quadranten siehe z.B. Clausert & Wiesemann, Abschnitt 2.5 "Nicht-Lineare Zweipole" (S.63).
:::Falls mir in diesen beiden Büchern etwas entgangen ist, gerne her damit - dafür sind Diskussionen da. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 20:34, 7. Jan. 2025 (CET)
::::Dass die Autoren ungenau gezeichnet haben, ist natürlich auch möglich. Mit dieser etwas unfreundlichen Deutung wäre ich vorsichtig. Bei Paul (siehe Quellenliste) ist die über zwei Quadranten gehende Kennlinie der idealen Spannungsquelle ganz sicher nicht als Stummel zu deuten, zumal die Hälften auch noch mit "Verbraucher" und "Erzeuger" beschriftet sind. Auch Haase/Garbe/Gerth und Prechtl verstehe ich nicht als ungenaue Zeichner. Mein Problem ist: Wer die Kennlinie der idealen Spannungsquelle nur in einem Quadranten angibt, setzt sich in Widerspruch zu ihrer Definition und entzieht der linearen Schaltungstheorie den Boden. Deshalb genügen mir auch Stummel als Hinweis, dass der Stummelzeicher es durchgehend meint. Zum didaktischen Aspekt habe ich heute schon geschrieben. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:12, 7. Jan. 2025 (CET)
<references />
:::Danke für die Auflistung. Jetzt kann ich das schwierig prüfen, da ich die Literatur nicht im Haus habe. Im Haus habe ich ''Philippow: Grundlagen der Elektrotechnik, 10. Auflage, ISBN 3-341-01241-9''. Auf S. 43 Einführung der Spannungsquelle und Aufladung von Elektroden. Ab S. 220 dann Spannungsquelle und Entwicklung ESB mit 1-Quadrantenkennlinie. Behandeln die von dir genannten Werke und Fundstellen Grundlagen? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 11:37, 23. Dez. 2024 (CET)
::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] "Behandeln die von dir genannten Werke und Fundstellen Grundlagen?" Ja, das sind alles "nur" Grundlagenbücher (siehe auch Titel), keine Werke zur theoretischen Elektrotechnik. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 12:03, 23. Dez. 2024 (CET)
:::::Wird in den Werken die Spannungsquelle gleich erweitert eingeführt oder wird erst grundlegend eingeführt und dann erweitert? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 12:19, 23. Dez. 2024 (CET)
::::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Ich habe den Eindruck, dass unser ''Problem mit den Leistung aufnehmenden Spannungsquellen als untypischer Sonderfall'' für die Autoren überhaupt nicht existiert. Alle in den Nachweisen beschriebenen Beispiele, die mit mehreren Quellen und Widerständen modelliert werden, führen mit Kirchhoff auf lineare Gleichungen. Da können die durch Quellen fließende Stromstärken je nach den Werten der Widerstände und Quellenspannungen positiv oder negativ ausfallen und die entsprechende Leistung von der Quelle abgegeben oder aufgenommen werden. Das wird nicht als Thema für weitere Erklärungen angesehen.
::::::Ein Beispiel dafür liefert Albach auf S. 135f mit Abb. 3.30. Er schreibt: “In einem Netzwerk mit mehreren Quellen kann ein Teil der Quellen als Verbraucher wirken, wenn sie nämlich die von anderen Quellen abgegebene Energie aufnehmen. Dieser Zustand ist gewollt beim Nachladen einer Batterie.” Die Leistung einer idealen Quelle wird mit <math>P=U_0I</math> einmal an anderer Stelle angegeben. Dass die Umkehr des Vorzeichens von <math>P</math> wegen Stromumkehr die Umkehr der Leistungsrichtung bedeutet, wird nirgends weiter erklärt. Der Autor hält das wohl für selbstverständlich.
::::::Bei Nerreter entsteht zunächst der Eindruck, dass er der idealen Spannungsquelle nur aktiven Betrieb zutraut, indem er auf S. 33 in Bild 1.20 die Quellenspannungskennlinie nur für Stromstärken eines Vorzeichens zeichnet. Diese Beschränkung ist schon auf der nächsten Seite kommentarlos verschwunden, indem im Bild 1.22 für die Kennline der linearen Spannungsquelle (vgl. meinen letzter Beitrag) die im Hintergrund stehende ideale Kennlinie als unabhängig von ''jedem'' Stromstärkewert vorausgesetzt wird.
::::::Ich habe nicht die Zeit, alle Quellen auf deine Fragestellung hin noch einmal zu untersuchen. Mein Eindruck ist, dass die Autoren keine besondere didaktische Zumutung darin sehen, in der theoretischen Behandlung in Rechenmodellen die ideale - und von dieser weitervererbt - die lineare Spannungsquelle durch ''unbegrenzte Kennliniengeraden'' zu beschreiben. Dass z. B. Akkumulatoren auch aufgeladen werden können, ist ihnen vermutlich ebenso selbstverständlich, wie den meisten von uns.
::::::--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:49, 23. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:58, 23. Dez. 2024 (CET)
:::::::Wir könnten jetzt darüber diskutieren, welche Form der Einführung üblich sei und ich würde zur Einführung mit einem Quadranten tendieren, was dir vermutlich nicht helfen würde, meinen Standpunkt zu verstehen. Vielleicht fang ich bei meinem Standpunkt mal kurz mit [[WP:OMA]] an. Theoretisch müssten wir den Artikel so schreiben, dass ihn jeder Anwalt oder Bäcker versteht. Das ist aktuell nicht der Fall. Ihn einleitend in deinem Sinne zu erweitern, würde die Situation nicht verbessern. Wir leben in einer Gesellschaft, in der es nicht mehr normal zu sein scheint, Energieerzeugung von Energiewandlung unterscheiden zu können. Bei WP wird der übliche Sprachgebrauch verwendet (siehe z.B. [[Stromerzeugung]] und zugehörige Diskussion) und so müssen teilweise sogar physikalische Einordnungen, also die korrekte Darstellungen von Dingen, die uns Gott oder das heilige Spaghettimonster gegeben haben, verteidigt werden. In dieser Situation kommst du jetzt und willst Dinge, die in einfacher Form schon so komplex sind, dass sie im allgemeinen nicht verstanden werden, noch komplexer machen. Ich hatte es oben schon geschrieben: Wenn es unbedingt sein muss, bitte nicht einleitend sondern als erweiternder Abschnitt im Artikel und zusätzlich, nicht weiter, als es die Beleglage zulässt. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 22:54, 23. Dez. 2024 (CET)

Bei einer Überarbeitung des Artikels sollten folgende Fakten beachtet werden:
:(1) Der Artikel [[Spannungsquelle]] behandelt (laut Definition an Anfang) die ''Spannungsquelle in der Schaltungstheorie'', also nur das („nichtkäufliche“) ''Modell'' einer „tatsächlich existierenden“ Spannungsquelle, wie es in der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Theorie der elektrischen Netzwerke]] verwendet wird. Deshalb haben hier beispielsweise die Begriffe [[Spannungsregler |geregelte Spannungsquelle]] oder [[Labornetzteil]] eigentlich nichts zu suchen. Die Missverständnisse diesbezüglich könnte man eventuell durch Umbenennung in [[Spannungsquelle (Schaltungstheorie)]] verringern, wie es auch bei [[Stromquelle (Schaltungstheorie)]] getan wurde. Ein Laie muss einen „Artikel zur Schaltungstheorie der Elektrotechnik“ nicht sofort verstehen. Eine deutliche Abgrenzung zu „tatsächlich existierenden Spannungsquellen“ ([[Elektrische Energiequelle|elektrischen Energiequellen]]) in der Einleitung wäre allerdings vorteilhaft.
:(2) Eine (ungesteuerte oder [[Gesteuerte Quelle|gesteuerte]]) Spannungsquelle (ideal oder real, linear oder nichtlinear, resistiv oder reaktiv) ist zwar ein aktiver [[Zweipol]] bzw. [[Zweitor|Vierpol]], das heißt aber nicht, dass sie immer (!) Energie abgeben muss. Letzterer „Normalfall“ tritt nur bei geeigneter Beschaltung zutage. Schon eine [[Leerlauf (Elektrotechnik)|leerlaufende]] Spannungsquelle gibt keine Energie ab. Werden ''zwei aktive Zweipole'' zusammengeschaltet, dann arbeitet einer als Generator und der andere als Verbraucher – es bleiben aber aktive Zweipole! Bei resistiven Zweipolen lässt sich das gut an ihren sich schneidenden Kennlinien darstellen. Leider wird das in der Literatur selten ausführlich behandelt. Manchmal findet man das Thema unter dem Begriff „Zusammenschaltung von aktiven Zweipolen“ ({{Literatur|Autor=Reinhold Paul|Jahr=1993|Titel=Elektrotechnik 1 – Felder und einfache Stromkreise|Ort=Berlin Heidelberg New York|ISBN=3-540-55753-9|Verlag=Springer-Verlag}}). Für das grundlegende Verständnis ist das nicht vordergründig, aber der Fachmann sollte (wie die obige Diskussion zeigt) damit vertraut sein. Deshalb ist der Abschnitt „Vervollständigung“ durchaus angebracht, wenn auch mit einem „passenderen“ Titel (beispielsweise „Spannungsquelle als Verbraucher“).
:(3) In der Schaltungstheorie treten ''passiv betriebene'' Spannungsquellen meistens in Ersatzschaltungen von nichtlinearen Bauelementen auf. Neben der hier aufgeführten Diode stellen die Ersatzschaltbilder von [[Z-Diode#Ersatzschaltbild|Z-Diode]] und von [[Ersatzschaltungen des Bipolartransistors|Bipolartransistor]] solche Beispiele dar, denn bei der [[Linearisierung#Tangente|Linearisierung]] von nichtlinearen Kennlinien entsteht im Allgemeinen ein konstantes Glied, welches durch eine ideale Quelle repräsentiert werden muss. Ein extremes Beispiel ist das [[en:Two-port_network#Impedance_parameters_(z-parameters)|Ersatzschaltbild eines Zweitors]] mit zwei Widerständen und zwei gesteuerten Spannungsquellen, welches natürlich auch für passive umkehrbare Zweitore aus rein ohmschen Widerständen gilt.
:-- [[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:09, 24. Dez. 2024 (CET)

:Danke für den Input. Wie soll das Beachtung finden? Das hilft in der aktuellen Form in der Diskussion nur bedingt weiter, wenn du es nicht konkretisierst. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 12:35, 24. Dez. 2024 (CET)

== Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung ==

Ich habe als Basis den Vorschlag von Alturand genommen und davor noch ein paar Sätze ergänzt, die an Erklärungen im Buch "Elektrotechnik für Dummies" und die verlinkten Wiki-Artikel angelehnt sind.

{{Kasten|Eine Spannungsquelle hat zwei elektrische Pole mit unterschiedlichen [[elektrisches Potential|elektrischen Potentialen]]. Die Differenz zwischen den beiden Potentialen wird als [[elektrische Spannung]] bezeichnet. Werden die beiden Pole durch ein [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch leitfähiges]] Bauelement miteinander verbunden, fließt ein [[elektrischer Strom]]. Die Spannungsquelle gibt dabei [[elektrische Energie]] an das verbundene Bauelement ab. Verbundene Bauteile, die Energie aufnehmen, nennt man Verbraucher oder Belastung. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind [[Elektrischer Generator|elektrische Generatoren]] und [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]].

Eine ideale Spannungsquelle stellt unabhängig von ihrer Belastung eine konstante elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen her. Ihr Komplement ist die ebenfalls idealisierte [[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]], durch die unabhängig von äußeren Faktoren ein bestimmter Strom fließt. Reale Quellen elektrischer Energie weichen von diesen Idealbildern dadurch ab, dass bereit gestellte Spannung und fließender Strom sich abhängig von der Belastung ändern.}} --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 20:59, 26. Dez. 2024 (CET)

Meine Alternative, die [[Benutzer:Reseka]]s Beitrag berücksichtigt und meine vorigen Versionen ersetzt:
{{Kasten|'''Spannungsquelle (Schaltungstheorie)'''

'''Spannungsquellen''' sind Einrichtungen zur Erzeugung einer [[Elektrische Spannung|elekrtischen Spannung]] mit einem vorgegebenem Wert oder Zeitverlauf. Beispiele sind [[Batterie]]n, [[Akkumulator]]en, [[Solarzelle]]n, [[Elektrischer Generator|Elektrische Generatoren]] in Kraftwerken, [[Steckdose]]n im Haushalt, [[Netzteil]]e zum Aufladen von Mobiltelefonen, [[Notstromaggregat]]e, [[Fahrraddynamo]]s und viele andere. Gegenstand dieses Artikels ist nicht die detaillierte technische Beschreibung dieser Einrichtungen, sondern die mathematische Modellierung ihres Betriebsverhaltens.

Ausgangspunkt ist das theoretische Modell der "idealen Spannungsquelle". Deren Spannung ist unabhängig vom Netzwerk, mit dem sie verbunden ist, d. h. durch sie kann ein beliebiger Strom fließen, ohne ihre Spannung zu beeinflussen.
Der Artikel setzt Grundkenntnisse über elektrische Netzwerke voraus.}}--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:48, 26. Dez. 2024 (CET)

:Danke für deinen Vorschlag, aber lies mal bitte [[WP:Einleitung]]. Dein Vorschlag ist für eine Enzyklopädie leider nicht so gut. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 23:12, 26. Dez. 2024 (CET)
::In beiden Ansätzen gibt es Punkte, die mir gefallen und solche, die mir weniger gut gefallen. Ich bleibe mal bei der gleichen Reihenfolge, wie im Text:
::* der erste Satz gefällt mir in der Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] deutlich besser. Denn er sagt klar, was eine Spannungsquelle ist. Die Einschränkung auf "vorgegebenen Wert oder Zeitverlauf" ist IMHO hier nicht notwendig und sogar falsch, wenn ich bspw. mal an meine Solarpanels denke. Gaaanz präzise gesagt, muss die Spannung dort auch nicht erzeugt werden, sondern es reicht, wenn sie an den Polen "abgegriffen" werden kann bzw. die Spannungsquelle die Spannung dort zur Nutzung bereitstellt.
::* den Übergang zur idealen Spannungsquelle finde ich bei @[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] schöner, naja, den hatte ich ja auch schon nach längerer Überlegung selbst so ähnlich formuliert, ich bin also befangen. In der Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] muss die Meta-Aussage über den Artikel, IMHO nicht sein. Es geht ums Lemma und nicht um die Voraussetzungen, einen Artikel zu lesen. Die Umabhängigkeit der Spannung vom durch die SQ fließenden Strom find ich aber gelungener als meine Phrase "unabhängig von der Belastung".
::* Das Ding mit der Energiequelle oder -senke sollte (nach etwas Nachdenken) vielleicht nicht unbedingt direkt in die Einleitung. Da finde ich auch die Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] eingängiger, weil sie für mein Empfinden präziser auf das Lemma bezogen ist. Hier stört mich die Meta-Aussage auch wieder (s. nächster Punkt)
::* Es gibt die grundsätzliche Frage: Ist eine Spannungsquelle eine (Lemma!) eine theoretische "ideale Spannungsquelle" oder eine praktische mit einer Kennlinie durch 2 (oder 3,4) auf die eine oder andere Art relevante Quadranten. Der aktuelle Artikel beschreibt stärker den ersten Aspekt, die Erwartung der Lesenden dürfte eher den zweiten Aspekt treffen. Da IMHO das Lemma beides abdeckt, sollte der Artikel beides beschreiben und dementsprechend insgesamt neu strukturiert und ausbalanciert werden.
::--[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 09:14, 27. Dez. 2024 (CET)

::::@[[Benutzer:Dermartinrockt]] zu deinem Beitrag 23:12, 26. Dez. 2024 (CET): Deine Meinung könnte hier am besten zur Geltung kommen, wenn auch du einen Einleitungsentwurf vorstelltest.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 10:41, 27. Dez. 2024 (CET)
:::::Der Ursprung der Diskussion, also der Änderungswille, liegt nicht bei mir. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 14:35, 27. Dez. 2024 (CET)
:::Rückmeldungen eingearbeitet und beide Vorschläge kombiniert.

:::Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine [[elektrische Spannung]] bereit. Sie hat zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]] mit unterschiedlichen [[elektrisches Potential|elektrischen Potentialen]]. Werden die beiden Pole durch [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch leitfähige]] Bauelemente miteinander verbunden, fließt ein [[elektrischer Strom]]. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind [[Elektrischer Generator|elektrische Generatoren]] und [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]].

:::Eine ideale Spannungsquelle stellt eine konstante elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen bereit. Diese Spannung ist unabhängig von dem Netzwerk, mit dem sie verbunden ist. Durch die Spannungsquelle kann also ein beliebiger Strom fließen, ohne dass sich die Spannung dadurch ändert. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealbild dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:00, 27. Dez. 2024 (CET)

Ich finde [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebins]] Fassung passend. Im folgenden Kasten nochmal der geringfügig gestraffte Text, (hoffentlich) ohne inhaltliche Veränderung.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine elektrische Spannung bereit. Werden ihre Außenanschlüsse durch elektrisch leitfähige Bauelemente miteinander verbunden, fließt ein elektrischer Strom. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind elektrische Generatoren und Batterien.

Die (erdachte) ''ideale'' Spannungsquelle hat zwei Pole. Sie stellt zwischen diesen eine elektrische Spannung bereit, die unabhängig von dem mit ihr verbundenen Netzwerk ist; d.h. sie hält diese Spannung bei beliebiger Stärke und Richtung des Stroms aufrecht. ''Reale'' Spannungsquellen weichen von diesem Idealbild ab. Ihre Spannung ändert sich mit dem durchfließenden Strom.}}--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 17:00, 27. Dez. 2024 (CET)

:Wieso elektrisch leitfähige Bauelemente? Finde ich in Bezug auf das Modell der idealen Spannungsquelle unpassend. Was spricht gegen "elektrischer Leiter"? Elektrische Bauelemente sind nur eine Teilmenge davon. Selbst bei der realen Spannungsquelle. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 18:40, 27. Dez. 2024 (CET)
::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Sehe ich genau umgekehrt. Wikipedia selber beschreibt einen elektrischen Leiter als Mittel zum Transport von Elektronen mit möglichst geringen Widerstand, was hier eine unnötige Einschränkung wäre. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 19:47, 27. Dez. 2024 (CET)
:::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]]: Das sehe ich wie [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]]. Ein elektrischer Leiter ist kein Bauelement. Er würde die Spannungsquelle allenfalls kurzschließen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:28, 27. Dez. 2024 (CET)
::::Ich halte den Satz für unpräzise: Auch bei einer RLC-Reihenschaltung als Last fließt zeitweise ein Strom obwohl der Kondensator weder als Leiter noch als leitfähiges Bauelement gelten dürfte. Hingegen fließt kein Strom, wenn die SQ mit einer ebenfalls leitfähigen Spannungsquelle gleicher Spannung in Gegenrichtung beschaltet wird.
::::Die Spannungsquelle stellt zwischen ihren Polen/Klemmen eine elektrische Spannung (Potentialunterschied wäre auch wieder falsch, denken wir an Induktion mit ringförmigen E-Feldern) her, als "ideale" Spannungsquelle unabhängig vom durch hinein- oder herausfließenden Strom, ansonsten beschrieben durch ihre Kennlinie. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 21:05, 27. Dez. 2024 (CET)
:::::@[[Benutzer:Alturand|Alturand]] Was folgt daraus? Ich sehe zwei Optionen für die Einleitung: Erstens allgemeinverständlich, also möglichst einfache Begriffe und Vertiefung in einem späteren Abschnitt. Zweitens wie jetzt - Fachbegriffe, die präziser sind, dafür aber durchschnittliche Abiturienten überfordern.
:::::Mein Vorschlag gilt nur für die erste Option. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 21:41, 27. Dez. 2024 (CET)
::::::Ich würde den zweiten Satz so formulieren: Bei Verbindung ihrer Außenanschlüsse mit elektrischen Bauelementen oder einem Netzwerk kann ein elektrischer Strom fließen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:20, 27. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:41, 27. Dez. 2024 (CET)
::::Was ist Strom? Die gerichtete, erzwungene Bewegung freier Ladungsträger in einem elektrischen Leiter. In einem elektrischen Bauelement müssen sich also leitfähige Stoffe befinden. Nenne mir ein elektrisches Bauelement, in dem Stromfluss nicht über irgendeinen elektrischen Leiter erfolgt. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 19:01, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::Der Kondensator! --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:37, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::Und es gibt keinen Stromfluss zum Feldaufbau? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 20:25, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::Beim Bauelement Kondensator verstehe ich den Konvektionsstrom in seinen Zuleitungen nicht als wesentlich für sein Wirkprinzip.
:::::::Was ist falsch an dem Satz: "Bei Verbindung ihrer Außenanschlüsse mit elektrischen Bauelementen oder einem Netzwerk kann ein elektrischer Strom fließen."? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:56, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::Flasch nichts. Was ist ein "Netzwerk"? Mir brauchst du das nicht erklären, aber dem Leser. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:12, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Ich wiederhole die Frage und bitte dich dabei, dir vorzustellen, alle Wörter wie ''Verbindung'', ''Außenanschlüsse'', ''elektrisches Bauelement'', ''Netzwerk'' und ''elektrischer Strom'' seien durch Wikipedia-Links erklärt.
:::::::::Also, was ist falsch an dem Satz? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:31, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::::Wir haben selbst zu Beginn der gesamten Diskussion nicht daüber diskutiert, dass was falsch ist. Es geht um Verständlichkeit. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:44, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Der wesentliche Punkt ist aus meiner Sicht, dass der Begriff mehrdeutig verwendet wird. Du meinst den Gegensatz zum Isolator. Beispielsweise https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/elektrische-leiter definiert ihn anders. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 19:46, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::Es gibt Leiter und Nichtleiter (Isolator)? Egal. Das Ding ist, das eine reale Spannungsquelle alles mögliche sein kann und auch ein Leiter. Den idealen Nichtleiter gibt es in Realität nicht, sodass bei genug Spannung theoretisch alles zum Leiter werden kann. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 20:32, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::Kannst du den Satz: "Das Ding ist, das[s] eine reale Spannungsquelle alles mögliche sein kann und auch ein Leiter." an einem Beispiel für ''Spannungsquelle'' und für ''Leiter'' erklären. Vielleicht erkenne ich dann auf den zweiten Blick, dass er gar nicht absurd ist. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:07, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::"Absurd" ist kein Argument. Sag, was du an meinem Standpunkt nicht verstehst. Es gibt reale technische und natürliche Spannungsquellen und im Zusammenhang damit alles mögliche an Leitern. Was muss ich dazu noch erläutern, damit klar wird, was ich meine? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:11, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Dass eine Spannungsquelle oder ein Leiter alles Mögliche sein kann, ist nichtssagend. Es ist das Ziel des Artikels, die Spannungsquelle zu erklären. "Alles Mögliche" reicht dafür nicht. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:35, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::::Worauf bezieht sich deine Aussage? Es ging mal um elektrische Leiter und eletrische Bauelemente und was von was eine Teilmenge sei. Wir können es an dieser Stelle sein lassen. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:46, 28. Dez. 2024 (CET)
Hier noch ein überarbeiteter Vorschlag, der auch auf Gleich- und Wechselspannung eingeht, einen typischen Anwednugsfall enthält und am Ende in die Formulierungen aus dem aktuellen Artikel übergeht.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine [[elektrische Spannung]] bereit.
Sie hat zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Eine [[Gleichspannung]]squelle erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel. Ein bekanntes Beipiel hierfür ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]. Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist ein [[elektrischer Generator]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt.

Im Idealfall hängt die Spannung, die die Spannungsquelle bereit stellt, gar nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab. Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt.
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

usw...

:}} --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 14:15, 30. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]]: Ich finde deinen Vorschlag gut. Wenn du meine Änderungen vor "Diese erzeugt am Minuspol..." unpassend findest, können sie auch wieder weg. Hier die ganze Einleitung.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt [[elektrische Spannung]] bereit.
In der Ausführung als [[Gleichspannung]]squelle hat sie zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Diese erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel. Ein bekanntes Beipiel hierfür ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]. Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist ein [[elektrischer Generator]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt.

Im Idealfall hängt die Spannung, die die Spannungsquelle bereit stellt, gar nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab. Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt.
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

Eine Spannungsquelle dient vorzugsweise als [[elektrische Energiequelle]], die abhängig vom angeschlossenen Verbraucher elektrischen Strom liefert, dabei aber nicht mit einer ''[[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]]'' (siehe [[#Zusammenhang|unten]]) verwechselt werden darf. Ferner kommt sie als Lieferant von [[Elektrisches Signal|elektrischen Signalen]] vor.

Eine Spannungsquelle kann auch ein Gegenstand sein, der lediglich ein [[elektrisches Feld]] erzeugen kann, dabei aber nur kurzzeitig oder in nicht verwertbarem Umfang zur Stromabgabe fähig ist.}} --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:10, 30. Dez. 2024 (CET)

:Bitte erkläre den Zweck deiner Änderung. Ich verstehe sie nicht. Jede Spannungsquelle hat zwei Pole, nicht nur die Gleichspannungsquelle. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 18:14, 30. Dez. 2024 (CET)
::Die in der Einleitung erwähnten Generatoren haben mehrheitlich drei oder vier Pole, weil sie Drehstron liefern. (PAs entfernt--[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 05:04, 31. Dez. 2024 (CET)) --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:12, 30. Dez. 2024 (CET)
:::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Danke. Ich ändere das verlinkte Beispiel auf Wechselstromgenerator, weil es besser passt. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 20:58, 30. Dez. 2024 (CET)
::::Ich habe den Artikel entsprechend überarbeitet. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:16, 4. Jan. 2025 (CET)
:::::[[Benutzer:Saure]] sieht noch Diskussionsbedarf, den ich hier nicht wahrgenommen habe. Leider hat er deshalb ohne Diskussionsbeitrag einen Revert gemacht.
:::::Sollte mein Vorschlag für die Einleitung im weiteren Diskussionsverlauf Zustimmung finden, schlage ich als nächsten Schritt vor, die Abschnitte zum Thema Grundlagen (Bezeichnungen, ideale und reale Quelle und Leistung) direkt hinter die Einleitung zu verschieben. Damit könnten nicht vorbelastete Leser das Wesentliche verstehen.
:::::Dahinter sollten dann weitere Themen vertieft werden. Eine geeignete Reihenfolge dafür ist m.E. tatsächlich noch offen und sollte in einem anderen Abschnitt als diesem diskutiert werden. Grüße, --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 10:47, 5. Jan. 2025 (CET)
::::::Gegenvorschlag:
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt [[elektrische Spannung]] zwischen ihren [[Elektrischer Pol|elektrischen Polen]] bereit.
<s>In der Ausführung als [[Gleichspannung]]squelle hat sie zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Diese erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel.</s> Ein bekanntes Beipiel für eine [[Gleichspannung]]<nowiki />squelle<s>hierfür</s> ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]].<s>Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig.</s> Ein bekanntes Beispiel für eine [[Wechselspannung]]<nowiki />squelle<s>hierfür</s> ist ein [[elektrischer Generator]].

Im Idealfall hängt die bereitgestellte Spannung<s>, die die Spannungsquelle bereit stellt,gar</s> nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab.<s> Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung.</s> Bei realen <s>Reale</s> Spannungsquellen <s>weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass</s> ändert sich die bereitgestellte Spannung <s>ändert, wenn sich der </s> mit dem Strom<s> ändert</s>, der durch sie fließt gemäß einer [[Kennlinie]] .
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle als [[elektrische Energiequelle]] dient und [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt. Dazu liefert sie zusätzlich zur Spannung als [[Stromquelle]] einen [[elektrischer Strom|elektrischen Strom]]<s>Eine Spannungsquelle dient vorzugsweise als [[elektrische Energiequelle]], die abhängig vom angeschlossenen Verbraucher elektrischen Strom liefert, dabei aber nicht mit einer ''[[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]]'' (siehe [[#Zusammenhang|unten]]) verwechselt werden darf.</s> Ferner kommt sie als Lieferant von [[Elektrisches Signal|elektrischen Signalen]] vor.

Eine Spannungsquelle kann auch ein Gegenstand sein, der lediglich ein [[elektrisches Feld]] erzeugen kann, dabei aber nur kurzzeitig oder in nicht verwertbarem Umfang zur Stromabgabe fähig ist.}}
::::::* Den ersten Absatz habe ich knapper gefasst und auf die Spannungs'''quellen''' fokussiert.
::::::* Absatz 2 und 4 erschienen mir ähnlich genug, um sie zusammenzufassen.
::::::* In Absatz 4 habe ich den POV "vorzugsweise" entfernt und den Meta-Satz über die Artikelstruktur. Da sollte das Tag "Zusammenhang zwisschen Spannungs- und Stromquelle" heißen.--[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 12:06, 5. Jan. 2025 (CET)
:::::::Finde ich auch gut. Ein kleines Problem sehe ich noch: Das, was dann unter dem Tag "Zusammenhang zwischen Spannungs- und Stromquelle" steht, ist ziemlich anspruchsvoll. Der zweite Satz beginnt mit: Eine beliebige Anordnung von linearen Spannungs- und Stromquellen... - ohne dass zuvor erklärt wurde, was eine einzelne lineare Spannungsquelle ist.
:::::::Wennn man die Abgrenzung zwischen den beiden Quellenarten so wichtig findet, dass sie weit vorne erklärt werden sollte, dann sollte man deshalb einen leicht verständlichen Satz dazu am Ende der Einleitung ergänzen und den Abschnitt "Zusammenhang zwischen Spannungs- und Stromquelle" weiter hinten platzieren. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 12:53, 5. Jan. 2025 (CET)
::::::::Nachtrag: Sorry, ich war zu schnell. Diesen Satz würde ich so nicht stehen lassen: "Dazu liefert sie zusätzlich zur Spannung als Stromquelle einen elektrischen Strom." Der Link zur Stromquelle ist uneindeutig und der Unterschied (konstante Spannung oder konstanter Strom) wird nicht klar. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 13:00, 5. Jan. 2025 (CET)

== Zurück zur Frage nach Dritten Meinungen ==

Für mich ist eine Spannungsquelle ein Gerät oder eine Einrichtung, die eine gewisse Spannung vorhält und dazu in der Lage ist, Energie abzugeben. Weil dagegen eine andere Vorstellung vertreten wird, habe ich um Dritte Meinungen gebeten. Dank an alle Mitdenkenden! Dabei habe ich mich bisher zurückgehalten, im Gegensatz zu Modalanalytiker. Im Interesse der Verständlichkeit der WP geht es um die Frage, mit welcher Vorstellung ein unkundiger Leser an das Thema herangeht. Dort sollte der Arikel ansetzen.

Oben mein erster Satz ist auch für einen Akkumulator gültig. Darum und wirklich nur darum baut man einen Akku in ein Kfz oder ein Handy ein. Das Besondere am Akku ist, dass der Energie abgebende elektrochemische Prozess umgekehrt werden kann, aber das gehört nicht zur Aufgabe oder zum Kennzeichen einer Spannungsquelle. Genausowenig komme ich auf die Idee, einen Motor, der zur Energierückgewinnung verwendet wird, als Spannungsquelle zu bezeichnen. Denn er hält keine Spannung vor. Eine Spannungsquelle (Taschenlampenbatterie, Thermoelement, Solarzelle, Kraftwerk) kann nichts weiter als Spannung vorhalten und Energie abgeben. Die schöne Beigabe des Akkus, dass er er aufladbar ist, wozu er wie ein Verbraucher Strom aufnehmen kann, kann nicht zum allgemeinen Kennzeichen einer Spannungsquelle gemacht werden. Genausowenig sehe ich, ob im Artikel [[Elektrischer Generator]] die Umkehrfunktion des Motors beschrieben wird, vielmehr wird er als "Gegenstück" bezeichnet.

Die bisherige Diskussion lese ich so, dass die Dritten die Spannungsquelle ebenso sehen wie ich. Ehe weiter versucht wird, in der Einleitung eine andere Auffassung unterzubringen, bitte ich um Grundsatzklärung, welche Beschreibung einer Spannungsquelle bei WP vertreten werden soll. Auf die Tatsache, dass manche Spannungsquellen mehr können als oben angegeben, sollte wie bisher am Ende des Artikels eingegangen werden, egal ob das Kapitel "Vervollständigung" heißt oder besser "Spannungsquelle als Verbraucher".

Besonders lecker finde ich den Beitrag, wonach "Steckdosen im Haushalt" als Spannungsquelle aufgelistet werden. Physikalisch korrekt ist eine Spannungsquelle ein spezieller Energiewandler, das ist eine technische Einrichtung, die elektrische Energie durch einen Umwandlungsprozess aus anderer Energie zur Verfügung stellt. Ich sehe nicht, wie eine [[Steckdose]] dieserart umwandeln soll; vielmehr ist sie Zubehör in der [[Elektroinstallation]]. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:18, 5. Jan. 2025 (CET)

:Hmmm...eins habe ich in den paar Jahren Wikipedia lernen dürfen: "für mich" ist oft nicht ausschlaggebend. Ich sehe Argumente für und gegen Deine Einschätzung. Aus installationstechnischer Sicht ist die Spannungsquelle die Einrichtung, an der man zwischen zwei Polen eine Spannung vorfindet - aus physikalisch-theoretischer Sicht ist sie eher die Einrichtung, welche die Spannung erzeugt, also ohne die keine Spannung existieren würde. Ich neige zur ersten Sichtweise - wegen der Fragen: ist ein Transformator, ein Netzteil, ein Spannungsteiler eine Spannungsquelle? Ich denke schon, jedenfalls aus der Sicht der meisten Interessenten, die eben nicht hinter die Kulissen schauen (vgl. auch [https://www.ingenieurkurse.de/elektrotechnik/gleichstrom/gleichstromkreise/elektrische-quellen/spannungsquellen.html]). Just my 2cts. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 19:31, 5. Jan. 2025 (CET)
:Die ersten Sätze in meinem Vorschlag für die Einleitung sind an ein altes Schul-Physik-Buch angelehnt. Das ist mein Startpunkt dafür, unkundige Leser einzuführen. DIN-Normen und Akkus finde ich an dieser Stelle falsch platziert.
:Außerdem finde ich, dass deine Beschreibung "eine Einrichtung, die eine gewisse Spannung vorhält und dazu in der Lage ist, Energie abzugeben", eine Steckdose einschliesst. Das Buch "Elektrotechnik für Dummies" verwendet das Beispiel auch. Darin erklärt Michael Felleisen (Professor für Mess- Steuer- und Regelungstechnik in Pforzheim) den Innenwiderstand der realen Spannungsquelle mit den Leitungen vom E-Werk zur Steckdose. So abwegig, wie du es darstellst, ist das also nicht als Beispiel für die Zielgruppe "unkundige Leser". --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 21:26, 5. Jan. 2025 (CET)

Aufgrund der vorangehenden Diskussionen möchte ich an die Beachtung folgender Fakten erinnern:
*Es ist klar zu unterscheiden, ob über eine ''real existierende Spannungsquelle'' oder über das ''Modell einer Spannungsquelle im Sinne der Berechnung elektrischer Netzwerke'' (siehe angeführtes Schaltzeichen nach DIN) gesprochen wird.
*''Real existierende Spannungsquellen'' (Akkus, Generatoren, Fotozellen, Oszillatoren, insbesondere auch Konstant- und Referenzspannungsquellen) werden in der Praxis oft auch als ''Strom- oder (elektrische) Energiequellen'' bezeichnet (was sie ja auch sind). Sie sind allerdings in den [[Stromlaufplan|Stromlaufplänen]] (wohl zu unterscheiden von den Schaltbildern der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Netzwerktheorie]]) von elektrischen Geräten nicht zu finden (außer, wenn sie beispielsweise als Akku eingebaut sind), denn diese enden oft am (Netz-)Stecker.
*Dagegen ist eine Spannungsquelle im Sinne der Berechnung [[Netzwerk (Elektrotechnik)|elektrischer Netzwerke]] ein (nicht real existierendes) abstraktes Modell, das in den Schaltbildern elektrischer Netzwerke vorkommt. Diese Netzwerke sind selbst nicht real, sondern Modelle von realen elektrischen Schaltungen. Dabei gibt es in der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Theorie der Netzwerke]] nur zwei sogenannte ungesteuerte (unabhängige, eingeprägte) Quellen: Die ideale Spannungs- und die ideale Stromquelle.
*Eine reale Spannungsquelle wird in der Theorie der Netzwerke oft durch einen [[Zweipol|aktiven Zweipol]] modelliert, der aus idealer Spannungs- oder (!) Stromquelle und einem ''Innenwiderstand'' besteht. Ist dieser im einfachsten Fall linear, dann spricht man manchmal von einer linearen Spannungs- oder Stromquelle.

Also entweder sollte dieser Artikel (1) die real existierenden Spannungsquellen oder (2) die Modelle der Netzwerktheorie oder (3) beides beschreiben. Bei der Entscheidung für letzteres muss aber für den Leser eine ''deutliche Trennung'' sichtbar sein. Alle Begriffe und Fakten sollten durch seriöse Quellen abgedeckt sein (für die Netzwerktheorie beispielsweise {{Literatur|Autor=[[Reinhold Paul]]|Jahr=1994|Titel=Elektrotechnik 2 – Netzwerke|Ort=Berlin Heidelberg New York|ISBN=3-540-55866-7|Verlag=Springer-Verlag}}). --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:17, 6. Jan. 2025 (CET)

:Sorry, zu meiner Aufforderung "Zurück zur Frage nach Dritten Meinungen" ist der Bezug verloren gegangen. Der war die Bitte um Dritte Meinungen, die [[Wikipedia:Redaktion Physik/Qualitätssicherung/Archiv/2024/Dezember#Spannungsquelle|an anderer Stelle]] zu finden ist; bitte dort nachlesen. Es geht darum,
:- ob der Artikel die Spannungsquelle als ''Quelle'' darstellen soll mit dem Hinweis am Ende, dass manche Quellen auch als Verbraucher betrieben werden können,
:- oder ob sie ''von Anfang an'' als Quelle und Senke dargestellt werden soll.
:Mit welcher Vorstellung geht ein unkundiger Leser an das Thema heran? Für mich hat ein Akku die Hauptaufgabe, als Quelle zu dienen, mit der Besonderheit, dass er zwischenzeitlich auch mal geladen werden kann. Ehe das nicht geklärt ist, wird der Streitpunkt zum Problem der Formulierung der Einleitung.

:@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich denke schon, dass der Artikel mit dem Modell der Spannungsquelle in der Schaltungstheorie der Elektrotechnik beginnen sollte. Das vorstehenden Problem führt aber auf die Frage, welches Modell gewählt werden soll – nur Erzeuger oder sowohl Erzeuger als auch Verbraucher.
:Für mich ist eine (lineare) reale Spannungsquelle auch ein Modell, zusammengesetzt aus den Modellen des ohmschen Widerstands und der idealen Strom- oder Spannungsquelle.
:@[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] Du bist doch so sehr auf den Stromkreis aus. In den zitierten Leitungen vom E-Werk zur Steckdose fließt kein Strom, es sei denn, du schließt an die Steckdose einen Verbraucher an. Dann wird aber das W-Werk darin die Quelle. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 12:58, 7. Jan. 2025 (CET)
::Hallo @[[Benutzer:Saure|Saure]], in meinem Fall wird das, was du als "Bezug verloren" bezeichnest, direkt von deiner Argumentationskette ausgelöst. "Mit welcher Vorstellung geht ein unkundiger Leser an das Thema heran?" ist die richtige Frage. Der Leser sollte dort abgeholt und zunächst auf eine möglichst einfache und verständliche Erklärung treffen. Du denkst, dass ein Akku diese Erklärung unnötig kompliziert. Bis hierher Zustimmung. Gleichzeitig bestehst auf einem Einstieg in die Schaltungstheorie. An dieser Stelle setzt bei meinem fiktiven Leser spontan dieselbe Schockstarre ein, die man oft bei "Wer wird Millionär?" beobachten kann, wenn eine Frage zur Astronomie dran kommt :-). Deshalb mein Einspruch und mein Vorschlag für eine allgemeinverständliche Einleitung.
::Die Fortführung meines Vorschlags entspricht m. E. Alternative (3) von @[[Benutzer:Reseka|Reseka]]: Im Artikel folgt unter [[Spannungsquelle#Grundlagen]] in zwei Abschnitten eine m. E. verständliche Beschreibung für das lineare Ersatzschaltbild. Diese beiden Abschnitte könnten direkt auf eine einfache Einleitung folgen. Dadurch würde alles andere, auch die Schaltungstheorie, nach unten rutschen und später nach und nach passend einsortier. Das Laden eines Akkus würde dann z.B. gut in einen zur Zeit nicht existenten Abschnitt zum "Verbinden realer Quellen" passen. Nichts ginge verloren. Geändert würden im Wesentlichen die Tags, die Reihenfolge der Tags und die Zuornungen von Text zu Tags. So, dass sich der Artikel vom Einfachen zum Anspruchsvollen und von einer einzelnen Quelle zu mehreren Quellen und erst danach zu beliebigen linearen Schaltungen entwickelt.
::Daraus ergibt sich folgende Frage: Was ist aus deiner Sicht der Vorteil deines Plans? --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 15:05, 7. Jan. 2025 (CET)
:::Ich unterstütze den Ansatz von [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] und habe noch zwei Anmerkungen.
:::Erstens: Nach der bisherigen Diskussion rege ich für die Einleitung eine Festlegung an, die den Begriff Spannungsquelle (zunächst als materielle Einrichtung) allgemein definiert. Ein Versuch:
:::''Eine Spannungsquelle ist eine elektrische Einrichtung, die an ihren Anschlusspunkten eine elektrische Spannung anbietet und einen elektrischen Strom erzeugen kann. Die Spannungsquelle wandelt dazu nichtelektrische Energie'' ''in elektrische um.''
:::Bei dieser Definition sind z. B. Steckdose, Leuchtmittelfassung, Funktionsgenerator, Netzgerät, Spannungswandler und Transformator keine Spannungsquellen. Wenn der zeite Satz fehlt, ist diese Gruppe eingeschlossen, was ich nicht befürworte.
:::Zweitens: Im Artikel sollte ein Kennlinienbild für die ideale Spannungsquelle respektieren, dass deren Spannung stromstärkeunabhängig ist und dass diese Eigenschaft sich auch auf die Kennlinie der linearen Spannungsquelle auswirkt. Ein fehlerhaftes Bild ist didaktisch ungeschickt und ebenso der Versuch, es nachträglich mit Worten richtigzustellen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:14, 7. Jan. 2025 (CET)

Diskussion:Spannungsquelle

2025-01-07T19:14:30Z

Modalanalytiker: /* Zurück zur Frage nach Dritten Meinungen */ Antwort

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== Zum Abschnitt "Vervollständigung" ==

In dem Abschnitt heißt es: "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht." Das trifft nicht zu: In dem gezeigten Ersatzschaltbild wird von dem Modell eines nichtliniearen Widerstands Gebrauch gemacht. Das Modell besitzt keine messbare Quellenspannung und kann ausschließlich elektrische Energie in Wärme wandeln, nicht aber elektrische Energie an äußere Verbraucher abgeben oder von äußeren Quellen abgegebene speichern. Eine Diode als "rein passiv betriebene[n] Spannungsquelle" zu modellieren, verfehlt die Wesensmerkmale einer Spannungsquelle. Wer verstehen möchte, was eine Spannungsquelle ist, wird durch das Beispiel desorientiert. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:13, 30. Nov. 2024 (CET)

:Ach Modalanalytiker, wenn du doch nur treu zu dir selber bleiben könntest. Vor über 5 Jahren hast du in den Artikel eingeführt (auf didaktisch äußerst ungeschickte Weise), dass im ''vollständigen Modell der idealen Spannungsquelle'' ihre Kennlinie nicht durch einen, sondern stets durch zwei Quadranten verläuft, da der durch die äußere Beschaltung bestimmte Strom durch die Quelle sowohl positive als auch negative Werte annehmen kann. Das ''Modell der idealen Quelle'' ist immer in der Lage, sowohl als Erzeuger als auch als Verbraucher zu wirken. Du selber schreibst in einem Diskussionsbeitrag: „Die ideale Spannungsquelle (und viele reale Quellen ebenso) kann elektrische Leistung auch ''aufnehmen''“ (nachzulesen im Archiv, 14:43, 16. Mai 2019). Und jetzt schreibst du: „ Eine Diode als "rein passiv betriebene[n] Spannungsquelle" zu modellieren, verfehlt die Wesensmerkmale einer Spannungsquelle.“ Zählt das Wesensmerkmal, als Verbraucher wirken zu können, mit einmal nicht mehr? In dem im Artikel gezeigten Ersatzschaltbild wird die Spannungsquelle eben nur in demjenigen Quadranten betrieben, in dem sie Verbraucher ist.
[[Datei:Dioden-Kennlinie 1N4001 differentiell.svg|mini|hochkant=0.6|Vereinfachte Dioden-Kennlinie (grün). Die hier mit <math>U_F</math> bezeichnete Spannung entspricht dem <math>U_S</math> im Artikel.]]
:Mit welcher Besserwisserei schreibst du, dass das Ersatzschaltbild einer Diode nicht zutrifft? Ich habe drei Fundstellen dafür angegeben und mehrere weitere Stellen inzwischen gefunden; Kritik am Ersatzschaltbild müsstest du bei den Verfassern der Einzelnachweise abladen. Die Diode hat einen in Rechnungen schwer zu handhabenden nichtlinearen Widerstand, während im Modell in zwei Teilbereichen jeweils linear gerechnet werden kann. Wie es sich für eine (stets passive) Diode gehört, besitzt das Modell „keine messbare Quellenspannung“ und kann bezogene elektrische Energie ausschließlich in Wärme wandeln. Auch das dürfte allgemeine Erfahrung sein, dass eine stromdurchflossene Diode warm wird. Das ''vollständige Modell der idealen Spannungsquelle'' mag „desorientierend“ wirken, aber du hast das Modell in den Artikel eingeführt, und im Diodenersatzschaltbild wird es von kundigen Fachbuchverfassern eingesetzt. Ein Ahaeffekt, wie eine passive Spannungsquelle zu verstehen ist, ist im zugehörigen Artikel durchaus gewollt. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:55, 1. Dez. 2024 (CET)
::Du liest aus meinem Text, dass ich die Ersatzschaltung der Diode für fehlerhaft erachte. Keineswegs! Das Diodenmodell ist durchaus tauglich. Es liefert nur keinen Beitrag zur Information über physische Spannungsquellen. Ich wiederhole im folgenden Abschnitt nochmal meine Kritik mit anderen Worten.
::    Zur Erläuterung von Spannungsquellen wie auch von anderen Betriebsmitteln taugen ''reale'' Anwendungsbeispiele. Die Verwendung einer idealen Spannungsquelle in einem Ersatzschaltbild der Diode illustriert keine solche ''Spannungsquellen-Anwendung'', sondern nur einen additiven Term in einer Kennlinienkurve. Der Abschnitt hilft sicher für das Studium von Dioden, falls der Leser das Modell einer idealen Spannungsquelle verstanden hat. Wenn er um dieses Wissen noch ringt, ist der Text verwirrend. Ist es so schwer, Beispiele auszuwählen, welche den materiellen Lemmagegenstand selbst behandeln?
::    Kurzum: Die Veranschaulichung eines Diodenkennliniensummanden durch das Modell einer idealen Spannungsquelle ist probates Mittel zum Verständnis von Dioden, m. E. aber kein taugliches Beispiel zur weiteren Erläuterung einer physischen Spannungsquelle.
::    Schade, dass du versuchst, deinen Schlussfolgerungen durch Diffamierungen ("wenn du doch nur treu zu dir selber bleiben könntest", "auf didaktisch äußerst ungeschickte Weise", "Mit welcher Besserwisserei schreibst du") Nachdruck zu geben. Wikpedia fordert sachliche Beiträge. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:03, 1. Dez. 2024 (CET)

:::'''Falsch''': Es geht im Kapitel "Vervollständigung" '''nicht''' um ''reale'' Anwendungsbeispiele. Sondern es geht hier um das ''vollständige Modell der idealen Spannungsquelle''. Es geht um die Verallgemeinerung, wonach die Quelle als aktiv wirkend oder passiv wirkend beschrieben werden kann. Es geht um ein Beispiel, wo dieses Modell sinnvoll eingesetzt wird bzw. notwendig ist. Da steht in der Beispielerläuterung ausdrücklich: „Die Spannungsquelle existiert nicht real, aber im Modell … “.
:::Deine Darlegung steht auch im Widerspruch zu deinen Eröffnungssätzen in diesem Diskussionskapitel. Da hast du klar geschrieben, dass der Satz "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht" nicht zutrifft. Da steht etwas vom Modell, während du vorstehend auf physische Spannungsquellen ausweichst, also einfach das Thema wechselst. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 15:04, 2. Dez. 2024 (CET)
::::@[[Benutzer:Saure|Saure]] Ich lasse mich vorübergehend auf deine Argumentation ein und verbinde damit die Frage, ob du den folgenden Zusatz im Artikel [[Elektrischer Widerstand]] als notwendige Verbesserung ansehen, verteidigen oder wenigstens dort dulden würdest. Er folgt dem Muster ''Diodenmodell im Artikel Spannungsquelle'' und kann uns als Entscheidungshilfe dienen:
::::''Vom Modell eines Widerstands wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle Gebrauch gemacht'' [Bild dazu bitte vorstellen]. ''Mit diesem wird der Innenwiderstand der Spannungsquelle angenähert. Der Widerstand existiert nicht real als diskretes Schaltelement, aber im Modell erlaubt er die Abhängigkeit der Lastspannung von der Stromstärke zu beschreiben. Aufgrund seines Verhaltens ist der Widerstand gemäß dem Verbraucherzählpfeilsystem beschriftet.'' --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:16, 2. Dez. 2024 (CET)

:::::Ach @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]], was bist du für ein Meister im Ausweichen vor der Sachdiskussion, indem du dich nicht zu bestehenden Fragen äußerst, sondern über etwas anderes. Erst behauptest du, dass der Satz "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht" nicht zutrifft. Dazu redest du einfach von physischen Spannungsquellen statt vom Modell, um das es geht. Jetzt kommst du mit der nächsten Nebelkerze.
::::: Von welchem „Modell eines Widerstands“ (was auch immer das sein mag) du etwas in welchem „gezeigten Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle“ schreibst, weiß ich nicht; die Diskussion drehte sich bisher um ein ''vollständiges Modell der idealen Spannungsquelle'' im gezeigten ''Ersatzschaltbild einer Diode''.
:::::Üblicherweise enthält eine überschaubar große elektrische Schaltung nur eine einzige Spannungsquelle. Fließt dann Strom durch die Quelle, so ist er bei einer positiven Quellenspannung im Erzeugerzählpfeilsystem ebenfalls positiv. Nun ist im ''vollständigen Modell der idealen Spannungsquelle'' eine Umkehrung enthalten, wonach sie einem zugeführten Strom eine konstante Spannung entgegenstellen kann. Mit diesem Modell will ich vertraut machen, indem ich eine Anwendung der Umkehrung zeige, wie sie im Diodenersatzschaltbild vorkommt.
:::::Wenn ich im Artikel darauf hinweise, dass die Spannungsquelle im [[Ersatzschaltbild]] (mitsamt dem Widerstand) nicht real existiert, dann nur deshalb, um dem Irrtum zuvor zu kommen, dass sie die Quelle des Diodenstroms sein kann. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:12, 3. Dez. 2024 (CET)
::::::@[[Benutzer:Saure|Saure]] An diesem Punkt können wir die Diskussion unterbrechen. Ich fasse zusammen: Ich halte den Abschnitt zum Diodenmodell, in dem das ''Modell einer idealen Spannungsquelle'' einen Summanden zur Formulierung der Diodenkennline beiträgt, im Artikel [[Spannungsquelle]] für deplatziert und verwirrend. Im Artikel [[Diode]] kann man das bisher schon nachlesen. Dort ist es dienlich.
::::::<math>\quad</math>Ich werde den Artikel gelegentlich überarbeiten, um eine von mir vertretbare Fassung zu erzeugen. Ich bitte dich, deren Revertierung einem dritten Benutzer zu überlassen. Es lesen bestimmt einige sachverständige mit. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:00, 3. Dez. 2024 (CET)

:::::::Bisher hat sich niemand an vorstehender Diskussion beteiligt. Und auf diesen Niemand hoffst du bezüglich der Revertierung deiner angekündigten Überarbeitung? Das Obenstehende zeigt nur zu erschreckend, was von deinen Beiträgen zu erwarten ist. Fehler in meinem Beitrag findest du ja keinen, wenn du ihn im Diodenartikel für dienlich hältst. Als „deplatziert“ siehst du es an, wenn das einfache Beispiel einer passiv wirkenden Quelle im Kapitel über die passiv wirkende Quelle erscheint? Logisch? Wenn du das so einfache, in der Fachliteratur verbreitete Beispiel als „verwirrend“ ansiehst, dann ist das wohl eher deine persönliche Gefühlslage, vielleicht eine Denksperre, aber kein Sachargument. Ich habe früher die passiv wirkende Quelle als verwirrend angesehen, aber ich habe dazugelernt. Übrigens stammt die Anregung zu diesem Beipiel von einem Mitleser. Da hätten wir schon eine Dritte Meinung.– Eine Überarbeitung ohne Diskussion werde ich nicht akzeptieren. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 11:48, 6. Dez. 2024 (CET)
::::::::Meine angekündigte Überarbeitung ist jetzt online.
::::::::Die Hauptsache der Bearbeitung betrifft die DIN-Definition der ''idealen Spannungsquelle''. Sie wird von Anfang an richtig, d.h. vollständig vorgestellt. Dadurch erübrigt sich der Abschnitt "Vervollständigung" am Ende der Vorversion, in dem der anfangs übergangene passive Betrieb schließlich als "Vervolltändigung" nachgetragen wird. Der korrekte Einstieg zieht einige Änderungen nach sich, die auch Abbildungen und Überschriften erfassen. Textabschnitte, die Inhalte anderer Artikel wiederholen, sind durch Links gestrafft. Als Schlüsselvariable für Gleichungen zu Leistung und Wirkungsgrad dient jetzt die Stromstärke, wodurch aktiver und passiver Betrieb einheitlich erfasst sind. Die vorherige spezielle Darstellung mit dem Lastwiderstand als Variable bleibt durch Links erhalten. Die Einzelnachweise 13 bis 15 in der Vorversion sind nicht entfallen, sondern stehen wie bisher im verlinkten Artikel [[Diode]]. Ich bitte um kritische Revision. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 12:16, 12. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Zur heutigen Rückgängigmachung der Überarbeitung habe ich [[Wikipedia:Dritte Meinung| dritte Meinungen (12:46, 13. Dez. 2024)]] angefragt. Beiträge dazu bitte hier anfügen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 13:12, 13. Dez. 2024 (CET)

:Du hast vor fünf Jahren versucht, den Artikel umzumodeln; dem habe ich mich widersetzt. Ein Dritter hat der Umstellung ein Ende gesetzt. Jetzt versuchst du genau dasselbe, und ich widersetze mich erneut. Ich habe dich zur angekündigten, von dir vertretbaren Fassung um Diskussion gebeten, aber da ist nichts gekommen.
:Im allgemeinen Verständnis wird eine Spannungsquelle (Batterie, Kraftwerk) als etwas Energie Abgebendes verstanden. Eine Quelle, die auch etwas aufnehmen kann, wirkt widersprüchlich. Fachsprachlich ist das eine Senke. Das Verständnis für die Vervollständigung der Spannungsquelle zu diesem Ungewöhnlichen muss aufgebaut werden. Alles andere ist didaktisch äußerst ungeschickt.
:Ich habe meinerseits die [[ Wikipedia:WikiProjekt Elektrotechnik/Qualitätssicherung]] angerufen. Von der Stelle erwarte ich eher Sachverständnis, wie eine Spannungsquelle für einen Laien verstehbar ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 16:27, 13. Dez. 2024 (CET)
::Ist es wirklich sinnvoll, PV-Zellen und Akkus bei <s>anliegender umgekehrter Spannung </s> umgekehrten Stromfluß als "Spannungsquellen" darzustellen? Nach meinem Laienverständs handelt es in diesen Fällen eher um nichtideale Stromsenken (Akkus, beabsichtigt) bzw. parasitäre Heizelemente (PV-Zellen) - insofern erscheint mir die entsprechende Grafik (mit Forsetzung in den negativen Spannungsbereich) als wenig hilfreich - wenn nicht sogar inhaltlich irreführend?
::Etwas unglücklich finde ich eine Kapitelüberschrift ''Vervollständigung'' - sollte man dem Leser nicht sagen, wohin das Modell ''vervollständigt'' bzw. erweitert wird? --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 19:11, 13. Dez. 2024 (CET)
:::Zur Klarstellung: "PV-Zellen und Akkus bei anliegender umgekehrter Spannung" hat hier bis jetzt keiner besprochen. Das ist auch nicht nötig, denn das ist der Zerstörungsbetrieb. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:47, 13. Dez. 2024 (CET)
::::<s>Umgekehrte Spannung zeigt Deine Grafik, zumindest für Akkus - hat mich wohl verwirrt.</s> Gemeint habe ich umgekehrte Stromrichtung - und in diesem Fall ist die Abweichung vom Modell einer Spannungsquelle maximal. --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 20:18, 13. Dez. 2024 (CET)
:::::[[Datei:U(I)-Kennlinien_von_idealer,_linearer_und_realen_Spannungsquellen.svg|mini|Kennlinien von Spannungsquellen: ideale SpQ (rot), lineare SpQ (türkis) und nichtlineare SpQ: (grün Solarzelle, blau: Akkumulator<ref>E. Philippow: ''Taschenbuch Elektrotechnik'', Band 6, ''Systeme der Elektroenergietechnik'', Hanser 1982, Abschn. 5.2.1, S.781</ref> )]]
:::::@[[Benutzer:Drahkrub|Drahkrub]]: Rückfrage zu: "Umgekehrte Spannung zeigt Deine Grafik, zumindest für Akkus - hat mich wohl verwirrt."
:::::Wo siehst du in der Akkukennlinie Punkte mit negativer Spannung? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:14, 13. Dez. 2024 (CET)

::::::Urgs, Achsen falsch gelesen. Entschuldigung. --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 09:27, 14. Dez. 2024 (CET)
::Hallo, ich habe gerade nach einem Beispiel für eine leicht verständliche Erklärung gesucht und in das eBook "Elektrotechnik für Dummies" von Michael Felleisen rein geschaut (aus meiner Stadtbücherei).
::Das bringt mich auf diesen Vorschlag: ein Abschnitt "Ideale und reale Spannungsquelle" mit einem einfachen Ersatzschaltbild (nur ein Widerstand, Felleisen hört danach auf), gefolgt von einem Abschnitt "weitere Ersatzschaltbilder für reale Spannungsquellen" oder "nicht-lineare Spannungsquellen".
::Nach meinem Verständnis gibt eine Spannungsquelle Energie ab, alles andere sind Verbraucher. Daraus folgt, dass ich die Möglichkeit, dass z.B. das Bauteil "Akku" sowohl Quelle als auch Senke sein kann, optional in einem weiteren Abschnitt erwähnen würde, für dessen Überschrift ich keinen Vorschlag habe.
::Grüße, --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 12:32, 18. Dez. 2024 (CET)

[[Benutzer:Saure|der Saure]] hatte [[Spezial:Diff/251349965/251350469|in der QS der Radaktion Physik um eine '''dritte Meinung''' gebeten]]. Ich versuchs mal.
* Der aktuelle Artikelstand wirkt auf mich eher akademisch als praktisch. Das mache ich daran fest, dass die Definition in der Einleitung direkt auf die Definition der [[Schaltungstheorie]] verweist. Im Sinne des Mottos "Wikipdia ist für die Leser da!" halte ich das für ungünstig, denn die Zahl der Schaltungstheoretiker, die den Artikel als Nachschlagenwerk nutzen, dürfte überschaubarer sein als die Zahl der Laien, die bspw. den Unterschied zwischen einer Strom- und Spannungsquelle verstehen wollten.
* Das Lemma ist [[Spannungsquelle]], insofern ist es gut, wenn hier die ideale Spannungsquelle behandelt wird, selbst wenn es die in der Praxis nicht gibt. Als Nutzer von elektrischer Energie erlebe ich aber einen Unterschied zwischen dem 220V-Wechselspannungsnetz, das mir so gut wie immer 230V liefert und einer 12V-Autobatterie, an der ich zwar 14,4V messe und beim Anlassen trotzdem die Innenraumbeleuchtung dunkel wird.
* Ein in meinen Augen schöner und angemessener Einleitungssatz für diese Benutzergruppe wäre:
{{Kasten|Eine Spannungsquelle ist in der Elektrotechnik eine idealiserte Quelle elektrischer Energie, die unabhängig von ihrer Belastung eine bestimmte elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen herstellt. Ihr Komplement ist die ebenfalls idealisierte Stromquelle, durch die unabhängig von äußeren Faktoren ein bestimmter Strom fließt. Reale Quellen elektrischer Energie weichen von diesen Idelabildern dadurch ab, dass bereit gestellte Spannung und fließender Strom nicht unabhängig voneinenander sind.}}
* Die Eigenschaften der idealen Spannungsquelle sollten dann im Hauptteil diskutiert werden, zur Hinführung an die reale Spannungsquelle (einschl. Erläuterung von Kennlininen) mit dem zusätzlichen Hinweis, dass ideal lineare Spannungs- und Stromquellen äquivalent sind.
* Im Abschnitt '''Arten''' würde ich einen Hinweis erwarten, inwieweit die genannten Quellen elektrischer Energie eher Spannungs- als Stromquellen sind, und wie die Beziehungen zu anderen Parametern (Nennstrom, Kurzschlusstrom, Nennspannung, Spannung an der offenen Klemme) sind, bevor dann die Spannungsquellen im Detail diskutiert werden. Apropos Arten, da fehlt mir noch der Kondensator/SuperCap, als maximale Abweichung zu beiden Idealen.
* Dann gibt's noch den Sonderfall, dass eine Spannungsquelle eine Energiesenke wird, wenn Strom und Spannung entgegengesetzt sind - da wären grundsätzlich Bezüge zum Laden von Akkus und zur Steckersolaranlage irgendwie zeitgemäß. Und natürlich auch eine Kennlinie durch zwei Quadranten, die verdeutlicht, dass Lade- und Entladekennlinie typischerweise nicht symmetrisch sind.
* Die spannungstheoretische Betrachtung, -zählpfeilsysteme, Ersatzschaltbilder usw. hielte ich in einem Abschnitt "Fachtheorie" oder ähnlich für angemessen aufgehoben.
* Die detaillierte Diskussion der Eigenschaften von Dioden und weiteren externen Lemmata sollte aus dem Artikel raus. Wenn sie erwähnt oder neue Begriffe eingeführt werden müssen, dann versucht zunächst die Bedeutung fürs Lemma beim Leser zu etablieren.
* Baut den Artikel vom Lemma her auf (induktiv). Die beste Darstellung eines Themas folgt nicht immer der Vorgehensweise, in der das Thema erarbeitet wurde. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]]12:53, 18. Dez. 2024 (CET)

::Dies ist keine dritte Meinung, sondern die eines Befangenen - speziell zum Kernpunkt der Diskussion, dass z. B. Akkumulatoren zu etwas "Ungewöhnlichem" gehören, für das das Verständnis besonders aufgebaut werden muss, weil alles andere "didaktisch äußerst ungeschickt" wäre.
::Spannungsquellen sind Betriebsmittel in der Elektrotechnik. Sie halten innerhalb betrieblicher Grenzen die Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant. Je nach Typ können sie an diesen Anschlüssen Leistung ''nur liefern'' (aktiver Betrieb, z. B. nichtaufladbare Batterien, Solarzellen, Netzgeräte, Thermoelemente) oder an denselben Außenanschlüssen Leistung ''auch aufnehmen'' (aktiver ''und'' passiver Betrieb, z. B. aufladbare Batterien, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken, einige Arten von rotierenden elektrischen Maschinen, Transformatoren).
::M. E. ist es didaktisch gerade ''nicht'' geschickt, fast den ganzen Artikel lang den falschen Eindruck zu verfestigen, dass Spannungsquellen per Definition Leistungslieferanten seien. Der Preis dafür ist z. B. ein unvollständiges Kennlinienbild (in der drei von vier Kennlinien durch Unvollständigkeit falsch sind), das sich dem Leser einprägt und das er von sich aus nicht vervollständigen kann. Eine vervollständigte, richtige Version des Bildes am Artikelende könnte hier noch etwas heilen, würde aber auch die Frage aufwerfen: Warum nicht gleich richtig?
::Es geht sehr einfach besser, siehe [https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Spannungsquelle&oldid=251183703 Version 12:16, 12. Dez. 2024] oder [https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Spannungsquelle&oldid=251310873 Version 21:11, 16. Dez. 2024] --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:46, 18. Dez. 2024 (CET)
:::Auch eine Meinung.
:::Konkret zu Deiner Frage, ob Spannungs''quellen'' per Definition Leistungs''lieferanten'' sind: ich bin überzeugt, dass der überwiegende Teil der Leser diese Bedeutung mit einer Spannungsquelle assoziiert - ganz ähnlich wie man bei Elektromotoren ja auch nicht als Zweites oder Drittes an rekuperationsfähige Bremsen denkt. Ich bin ebenso überzeugt, dass Wikipedia am wirksamsten Wissen bereit stellt, indem es die Menschen dort abholt, wo ihr Wissen (jedenfalls das von uns erwartete) heute steht, und zunächst mal die Misskonzepte aufräumen sollte (also die Vorstellung dort korrigieren, wo sie nicht durch den Stand der Wissenschaft gestützt ist), bevor sie die Vorstellungen auf noch Unbekanntes erweitert.
:::<s>Warum Du mich allerdings als Befangenen disqualifizierst, kannst wohl nur Du sagen, das gehört auch hier nicht in die Disk. Schreib mir gern was dazu auf meiner Benutzerdisk.</s> (Missverständnis geklärt, [[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] bezog das auf ''seinen'' Beitrag ) Ich hoffe, wir sind uns wenigstens einig, dass der Artikel, insbesondere die wichtige Einleitung, aktuell Deine und meine Vorstellung nicht bedient. Mach doch hier mal einen Vorschlag, wie ein guter Einleitungssatz bzw. Abschnitt aussehen könnte, dann finden wir sicher jeweils gute Aspekte im Vorschlag des jeweils Anderen und schaffen es, den Artikel zu verbessern.
:::Konkret zur Einleitung, aktuell und in der [[Spezial:PermaLink/251310873|Version 21:11, 16.Dez 2024]]: Hier fühle ich mich durch den Bezug zu Schaltungstheorie, Zweipol und Netzwerkanalyse irgendwie überfahren, da sich mir nicht erschließt, warum der Leser für die meisten Seitenaufrufe eine Theorie lernen, analysieren oder Pole zählen müsste. Da wäre IMHO weniger mehr. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 09:04, 19. Dez. 2024 (CET)
:Mir gefällt Alturands Vorschlag für die Einleitung sehr gut. Wenn man noch Batterien und Generatoren als bekannte Beipiele ergänzt, dann erhält der Leser in wenigen Sätzen die wichtigsten Informationen in verständlicher Sprache und er kann sie mit seinem Alltagswissen verbinden - genau das macht m. E. eine gute Einführung aus. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:37, 22. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Alturand|Alturand]] Zuerst danke für deinen fairen Umgang mit meinem missverständlichen "Befangenem".

An die Einleitung habe ich mich bisher nicht herangetraut, um deren Autoren nicht noch mehr zuzumuten. Ich teile deine Auffassung, dass dort der Bezug zu Schaltungstheorie, Zweipol und Netzwerkanalyse nicht angebracht ist. Hier stehen besser reale Ausführungsbeispiele, die erklären, um was für Objekte es im Artikel überhaupt geht. Der Artikel würde darüber hinaus profitieren, wenn Inhalte, die für Leser ohne Theoriekenntnisse verständlich sind, von solchen zur netzwerktheoretischen Modellbildung getrennt wären, z. B. durch separate Kapitel.
Einen Artikelbeginn will ich gern versuchen:
{{Kasten|Spannungsquellen sind elektrotechnische Betriebsmittel. Je nach Typ können sie ''elektrische Energie liefern'' (aktiver Betrieb, z. B. nichtaufladbare Batterien für die Taschenlampe, Solarzellen auf Hauserdächern, Netzgeräte im Labor, Thermoelemente zur Temperaturmessung) oder ''auch aufnehmen'' (aktiver ''und'' passiver Betrieb, z. B. aufladbare Batterien (Akkumulatoren) zur Speicherung von Solarenergie, Akkumulatoren in Mobiltelefonen oder Elektroautos, Motoren in Elektroautos für Antrieb zum Fahren und zur Energierückgewinnung beim Bremsen, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken). Spannungsquellen halten innerhalb betrieblicher Grenzen die elektrische Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant.}}
Gleich noch eine Alternative:
{{Kasten|Spannungsquellen sind elektrotechnische Betriebsmittel, die elektrische Energie liefern können (aktiver Betrieb). Beispiele sind nichtaufladbare Batterien für Taschenlampen, Solarzellen auf Häuserdächern, Netzgeräte im Labor, Generatoren in Kraftwerken. Einige Spannungsquellen können zusätzlich Energie auch aufnehmen (passiver Betrieb). Beispiele dafür sind aufladbare Batterien (Akkumulatoren) zur Speicherung von Solarenergie, Akkumulatoren in Mobiltelefonen oder Elektroautos, Motoren in Elektroautos für Antrieb zum Fahren und zur Energierückgewinnung beim Bremsen, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken).

Spannungsquellen halten innerhalb betrieblicher Grenzen die elektrische Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant.}}
--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 15:11, 19. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 15:37, 19. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 10:03, 21. Dez. 2024 (CET)

:Meine Meinung dazu könnt ihr im Archiv in der Diskussion von 2019 finden. Ich habe immer noch keine Fachliteratur gefunden, in der die Spannungsquelle mit der hier angebrachten Modellerweiterung eingeführt si d. Ich habe in der aktuellen Diskussion keine neue Argumentation gegenüber der Diskussion von 2019 finden können. Bitte neue Argumente liefern oder hier schließen. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 17:33, 21. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Ich suche auch nochmal nach Fachliteratur, welche die Kennlinie der idealen oder linearen Spannungsquelle mit Erzeuger- ''und'' Verbraucherbereich zeigen. Auch Formulierungen, wie "Spannung unabhängig vom angeschlossenen Netzwerk oder Schaltelementen" statt "unabhängig vom angeschlossenen Verbraucher" würde ich notieren. Das wird ein bisschen dauern. Vielleicht kann das Suchergebnis, als neues Argument bewertet, die Diskussion zum Abschluss bringen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:44, 21. Dez. 2024 (CET)

:Ja, wenn du Fachliteratur anführen kannst, die das so darstellt, würde das sehr helfen. Ich habe mir mindestens dreimal die Einführung der Spannungsquelle antun dürfen (Schule, Ausbildung, Studium). Zumindest bei den ersten beiden Malen hätte mir keiner damit kommen brauchen, dass eine Spannungsquelle, die als Energiequelle eingeführt wurde, auch eine Senke sein kann. Ich weiß noch, wie unser Leistungselektronikprof. uns zum Einstieg Diagramme elektroechnischer Grundelemente zeichnen ließ. Ich kann sicher sagen, dass es selbst da noch meinen Horizont überstieg. Wenn man in diesem Artikel irgendwas von dem, was du einführen möchtest, darstellen will, dann bitte nicht einleitend. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 00:07, 22. Dez. 2024 (CET)

::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]]: Hier sind einige Fachliteraturquellen, welche direkt oder indirekt auf den Erzeuger- ''und'' Verbraucherbetrieb von idealen oder linearen Spannungsquellen hinweisen. Unterstreichungen sind von mir eingefügt:
::*Albach<ref>Albach: ''Grundlagen der Elektrotechnik 1'', Pearson Studium 2008, ISBN 978-3-8273-7341-0</ref>: Text in Abschn. 3.2, S. 114: "Für eine solche [ideale] Spannungsquelle gilt: Die Ausgangsspannung ist unabhängig von dem angeschlossenen Netzwerk. Der Strom hängt von dem angeschlossenen Netzwerk ab und stellt sich z. B. im Falle eines ohmschen Widerstandes entsprechend der Beziehung <math>I=U/R</math> ein."
::*Clausert, Wiesemann<ref>Clausert, Wiesemann: ''Grundgebiete der Elektrotechnik'' 1, Oldenburg, 9.Aufl. 2002, ISBN 978-3-486275759</ref> führen in Abb. 2.30, Abschn. 2.4.2, S. 53 die Kennlinie einer linearen Spannungsquelle für den gesamten Stromstärkebereich (beide Vorzeichen) ein.
::*Haase, Garbe, Gerth<ref>Haase, Garbe, Gerth: ''Grundlagen der Elektrotechnik'', Schöneworth, 4. Aufl. 2018, ISBN 978-3-9808805-5-8</ref> stellen in Bild 2.1 in Abschn. 2.1 auf S. 14 die Kennlinie der idealen Spannungsquelle für positive und negative Stromstärken vor.
::*Hambley<ref>Hambley: ''Electric Engineering - Principles and Applications'', Pearson, 6th ed. 2016, ISBN 978-93-325-6330-8</ref> beschreibt auf S.40 die ideale Spannungsquelle mit folgendem Text: "The voltage across the [ideal independent voltage] source is independent of other elements that are connected to it and of the current flowing through it."
::*Nerreter<ref>Nerreter: ''Grundlagen der Elektrotechnik'', Hanser, 3. Aufl. 2020, ISBN 978-3-446-46456-8</ref> in Bild 1.22 Abschn. 1.5.3, S. 34: Kennlinie wie bei Clausert, Wiesemann. Als einziger Autor benutzt Nerreter für Quellen das Verbraucherzählpfeilsystem, vermutlich inspiriert durch Netzwerkberechnungs-Software.
::*Paul<ref>Paul: ''Elektrotechnik und Elektronik für Informatiker'', Band 1, Teubner 1994, ISBN 3-519-02126-9</ref> zeichnet in Abschn, 2.1.1.1, Bild 2.1.1, S.70 die Kennlinie einer (unabhängigen) idealen Spannungsquelle mit textlich markiertem Erzeuger- und Verbraucherbereich.
::*Prechtl<ref>Prechtl: ''Vorlesungen über die Grundlagen der Elektrotechnik.'' Band 1, 2. Aufl. 1994,Springer Wien / New York, ISBN 3-211-82553-3</ref> zeichnet in Abb. 8.9 in Abschn. 8.4 die Strom-Spannungskennlinien der idealen und einer realen Spannungsquelle für positive und negative Stromstärken. In Abb. 8.21 auf S. 123 erfasst er auch die Kennlinie einer linearen Gleichspannungsquelle mit beiden Stromstärkenvorzeichen.
::--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 11:19, 23. Dez. 2024 (CET)
<references />
:::Danke für die Auflistung. Jetzt kann ich das schwierig prüfen, da ich die Literatur nicht im Haus habe. Im Haus habe ich ''Philippow: Grundlagen der Elektrotechnik, 10. Auflage, ISBN 3-341-01241-9''. Auf S. 43 Einführung der Spannungsquelle und Aufladung von Elektroden. Ab S. 220 dann Spannungsquelle und Entwicklung ESB mit 1-Quadrantenkennlinie. Behandeln die von dir genannten Werke und Fundstellen Grundlagen? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 11:37, 23. Dez. 2024 (CET)
::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] "Behandeln die von dir genannten Werke und Fundstellen Grundlagen?" Ja, das sind alles "nur" Grundlagenbücher (siehe auch Titel), keine Werke zur theoretischen Elektrotechnik. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 12:03, 23. Dez. 2024 (CET)
:::::Wird in den Werken die Spannungsquelle gleich erweitert eingeführt oder wird erst grundlegend eingeführt und dann erweitert? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 12:19, 23. Dez. 2024 (CET)
::::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Ich habe den Eindruck, dass unser ''Problem mit den Leistung aufnehmenden Spannungsquellen als untypischer Sonderfall'' für die Autoren überhaupt nicht existiert. Alle in den Nachweisen beschriebenen Beispiele, die mit mehreren Quellen und Widerständen modelliert werden, führen mit Kirchhoff auf lineare Gleichungen. Da können die durch Quellen fließende Stromstärken je nach den Werten der Widerstände und Quellenspannungen positiv oder negativ ausfallen und die entsprechende Leistung von der Quelle abgegeben oder aufgenommen werden. Das wird nicht als Thema für weitere Erklärungen angesehen.
::::::Ein Beispiel dafür liefert Albach auf S. 135f mit Abb. 3.30. Er schreibt: “In einem Netzwerk mit mehreren Quellen kann ein Teil der Quellen als Verbraucher wirken, wenn sie nämlich die von anderen Quellen abgegebene Energie aufnehmen. Dieser Zustand ist gewollt beim Nachladen einer Batterie.” Die Leistung einer idealen Quelle wird mit <math>P=U_0I</math> einmal an anderer Stelle angegeben. Dass die Umkehr des Vorzeichens von <math>P</math> wegen Stromumkehr die Umkehr der Leistungsrichtung bedeutet, wird nirgends weiter erklärt. Der Autor hält das wohl für selbstverständlich.
::::::Bei Nerreter entsteht zunächst der Eindruck, dass er der idealen Spannungsquelle nur aktiven Betrieb zutraut, indem er auf S. 33 in Bild 1.20 die Quellenspannungskennlinie nur für Stromstärken eines Vorzeichens zeichnet. Diese Beschränkung ist schon auf der nächsten Seite kommentarlos verschwunden, indem im Bild 1.22 für die Kennline der linearen Spannungsquelle (vgl. meinen letzter Beitrag) die im Hintergrund stehende ideale Kennlinie als unabhängig von ''jedem'' Stromstärkewert vorausgesetzt wird.
::::::Ich habe nicht die Zeit, alle Quellen auf deine Fragestellung hin noch einmal zu untersuchen. Mein Eindruck ist, dass die Autoren keine besondere didaktische Zumutung darin sehen, in der theoretischen Behandlung in Rechenmodellen die ideale - und von dieser weitervererbt - die lineare Spannungsquelle durch ''unbegrenzte Kennliniengeraden'' zu beschreiben. Dass z. B. Akkumulatoren auch aufgeladen werden können, ist ihnen vermutlich ebenso selbstverständlich, wie den meisten von uns.
::::::--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:49, 23. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:58, 23. Dez. 2024 (CET)
:::::::Wir könnten jetzt darüber diskutieren, welche Form der Einführung üblich sei und ich würde zur Einführung mit einem Quadranten tendieren, was dir vermutlich nicht helfen würde, meinen Standpunkt zu verstehen. Vielleicht fang ich bei meinem Standpunkt mal kurz mit [[WP:OMA]] an. Theoretisch müssten wir den Artikel so schreiben, dass ihn jeder Anwalt oder Bäcker versteht. Das ist aktuell nicht der Fall. Ihn einleitend in deinem Sinne zu erweitern, würde die Situation nicht verbessern. Wir leben in einer Gesellschaft, in der es nicht mehr normal zu sein scheint, Energieerzeugung von Energiewandlung unterscheiden zu können. Bei WP wird der übliche Sprachgebrauch verwendet (siehe z.B. [[Stromerzeugung]] und zugehörige Diskussion) und so müssen teilweise sogar physikalische Einordnungen, also die korrekte Darstellungen von Dingen, die uns Gott oder das heilige Spaghettimonster gegeben haben, verteidigt werden. In dieser Situation kommst du jetzt und willst Dinge, die in einfacher Form schon so komplex sind, dass sie im allgemeinen nicht verstanden werden, noch komplexer machen. Ich hatte es oben schon geschrieben: Wenn es unbedingt sein muss, bitte nicht einleitend sondern als erweiternder Abschnitt im Artikel und zusätzlich, nicht weiter, als es die Beleglage zulässt. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 22:54, 23. Dez. 2024 (CET)

Bei einer Überarbeitung des Artikels sollten folgende Fakten beachtet werden:
:(1) Der Artikel [[Spannungsquelle]] behandelt (laut Definition an Anfang) die ''Spannungsquelle in der Schaltungstheorie'', also nur das („nichtkäufliche“) ''Modell'' einer „tatsächlich existierenden“ Spannungsquelle, wie es in der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Theorie der elektrischen Netzwerke]] verwendet wird. Deshalb haben hier beispielsweise die Begriffe [[Spannungsregler |geregelte Spannungsquelle]] oder [[Labornetzteil]] eigentlich nichts zu suchen. Die Missverständnisse diesbezüglich könnte man eventuell durch Umbenennung in [[Spannungsquelle (Schaltungstheorie)]] verringern, wie es auch bei [[Stromquelle (Schaltungstheorie)]] getan wurde. Ein Laie muss einen „Artikel zur Schaltungstheorie der Elektrotechnik“ nicht sofort verstehen. Eine deutliche Abgrenzung zu „tatsächlich existierenden Spannungsquellen“ ([[Elektrische Energiequelle|elektrischen Energiequellen]]) in der Einleitung wäre allerdings vorteilhaft.
:(2) Eine (ungesteuerte oder [[Gesteuerte Quelle|gesteuerte]]) Spannungsquelle (ideal oder real, linear oder nichtlinear, resistiv oder reaktiv) ist zwar ein aktiver [[Zweipol]] bzw. [[Zweitor|Vierpol]], das heißt aber nicht, dass sie immer (!) Energie abgeben muss. Letzterer „Normalfall“ tritt nur bei geeigneter Beschaltung zutage. Schon eine [[Leerlauf (Elektrotechnik)|leerlaufende]] Spannungsquelle gibt keine Energie ab. Werden ''zwei aktive Zweipole'' zusammengeschaltet, dann arbeitet einer als Generator und der andere als Verbraucher – es bleiben aber aktive Zweipole! Bei resistiven Zweipolen lässt sich das gut an ihren sich schneidenden Kennlinien darstellen. Leider wird das in der Literatur selten ausführlich behandelt. Manchmal findet man das Thema unter dem Begriff „Zusammenschaltung von aktiven Zweipolen“ ({{Literatur|Autor=Reinhold Paul|Jahr=1993|Titel=Elektrotechnik 1 – Felder und einfache Stromkreise|Ort=Berlin Heidelberg New York|ISBN=3-540-55753-9|Verlag=Springer-Verlag}}). Für das grundlegende Verständnis ist das nicht vordergründig, aber der Fachmann sollte (wie die obige Diskussion zeigt) damit vertraut sein. Deshalb ist der Abschnitt „Vervollständigung“ durchaus angebracht, wenn auch mit einem „passenderen“ Titel (beispielsweise „Spannungsquelle als Verbraucher“).
:(3) In der Schaltungstheorie treten ''passiv betriebene'' Spannungsquellen meistens in Ersatzschaltungen von nichtlinearen Bauelementen auf. Neben der hier aufgeführten Diode stellen die Ersatzschaltbilder von [[Z-Diode#Ersatzschaltbild|Z-Diode]] und von [[Ersatzschaltungen des Bipolartransistors|Bipolartransistor]] solche Beispiele dar, denn bei der [[Linearisierung#Tangente|Linearisierung]] von nichtlinearen Kennlinien entsteht im Allgemeinen ein konstantes Glied, welches durch eine ideale Quelle repräsentiert werden muss. Ein extremes Beispiel ist das [[en:Two-port_network#Impedance_parameters_(z-parameters)|Ersatzschaltbild eines Zweitors]] mit zwei Widerständen und zwei gesteuerten Spannungsquellen, welches natürlich auch für passive umkehrbare Zweitore aus rein ohmschen Widerständen gilt.
:-- [[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:09, 24. Dez. 2024 (CET)

:Danke für den Input. Wie soll das Beachtung finden? Das hilft in der aktuellen Form in der Diskussion nur bedingt weiter, wenn du es nicht konkretisierst. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 12:35, 24. Dez. 2024 (CET)

== Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung ==

Ich habe als Basis den Vorschlag von Alturand genommen und davor noch ein paar Sätze ergänzt, die an Erklärungen im Buch "Elektrotechnik für Dummies" und die verlinkten Wiki-Artikel angelehnt sind.

{{Kasten|Eine Spannungsquelle hat zwei elektrische Pole mit unterschiedlichen [[elektrisches Potential|elektrischen Potentialen]]. Die Differenz zwischen den beiden Potentialen wird als [[elektrische Spannung]] bezeichnet. Werden die beiden Pole durch ein [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch leitfähiges]] Bauelement miteinander verbunden, fließt ein [[elektrischer Strom]]. Die Spannungsquelle gibt dabei [[elektrische Energie]] an das verbundene Bauelement ab. Verbundene Bauteile, die Energie aufnehmen, nennt man Verbraucher oder Belastung. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind [[Elektrischer Generator|elektrische Generatoren]] und [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]].

Eine ideale Spannungsquelle stellt unabhängig von ihrer Belastung eine konstante elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen her. Ihr Komplement ist die ebenfalls idealisierte [[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]], durch die unabhängig von äußeren Faktoren ein bestimmter Strom fließt. Reale Quellen elektrischer Energie weichen von diesen Idealbildern dadurch ab, dass bereit gestellte Spannung und fließender Strom sich abhängig von der Belastung ändern.}} --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 20:59, 26. Dez. 2024 (CET)

Meine Alternative, die [[Benutzer:Reseka]]s Beitrag berücksichtigt und meine vorigen Versionen ersetzt:
{{Kasten|'''Spannungsquelle (Schaltungstheorie)'''

'''Spannungsquellen''' sind Einrichtungen zur Erzeugung einer [[Elektrische Spannung|elekrtischen Spannung]] mit einem vorgegebenem Wert oder Zeitverlauf. Beispiele sind [[Batterie]]n, [[Akkumulator]]en, [[Solarzelle]]n, [[Elektrischer Generator|Elektrische Generatoren]] in Kraftwerken, [[Steckdose]]n im Haushalt, [[Netzteil]]e zum Aufladen von Mobiltelefonen, [[Notstromaggregat]]e, [[Fahrraddynamo]]s und viele andere. Gegenstand dieses Artikels ist nicht die detaillierte technische Beschreibung dieser Einrichtungen, sondern die mathematische Modellierung ihres Betriebsverhaltens.

Ausgangspunkt ist das theoretische Modell der "idealen Spannungsquelle". Deren Spannung ist unabhängig vom Netzwerk, mit dem sie verbunden ist, d. h. durch sie kann ein beliebiger Strom fließen, ohne ihre Spannung zu beeinflussen.
Der Artikel setzt Grundkenntnisse über elektrische Netzwerke voraus.}}--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:48, 26. Dez. 2024 (CET)

:Danke für deinen Vorschlag, aber lies mal bitte [[WP:Einleitung]]. Dein Vorschlag ist für eine Enzyklopädie leider nicht so gut. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 23:12, 26. Dez. 2024 (CET)
::In beiden Ansätzen gibt es Punkte, die mir gefallen und solche, die mir weniger gut gefallen. Ich bleibe mal bei der gleichen Reihenfolge, wie im Text:
::* der erste Satz gefällt mir in der Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] deutlich besser. Denn er sagt klar, was eine Spannungsquelle ist. Die Einschränkung auf "vorgegebenen Wert oder Zeitverlauf" ist IMHO hier nicht notwendig und sogar falsch, wenn ich bspw. mal an meine Solarpanels denke. Gaaanz präzise gesagt, muss die Spannung dort auch nicht erzeugt werden, sondern es reicht, wenn sie an den Polen "abgegriffen" werden kann bzw. die Spannungsquelle die Spannung dort zur Nutzung bereitstellt.
::* den Übergang zur idealen Spannungsquelle finde ich bei @[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] schöner, naja, den hatte ich ja auch schon nach längerer Überlegung selbst so ähnlich formuliert, ich bin also befangen. In der Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] muss die Meta-Aussage über den Artikel, IMHO nicht sein. Es geht ums Lemma und nicht um die Voraussetzungen, einen Artikel zu lesen. Die Umabhängigkeit der Spannung vom durch die SQ fließenden Strom find ich aber gelungener als meine Phrase "unabhängig von der Belastung".
::* Das Ding mit der Energiequelle oder -senke sollte (nach etwas Nachdenken) vielleicht nicht unbedingt direkt in die Einleitung. Da finde ich auch die Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] eingängiger, weil sie für mein Empfinden präziser auf das Lemma bezogen ist. Hier stört mich die Meta-Aussage auch wieder (s. nächster Punkt)
::* Es gibt die grundsätzliche Frage: Ist eine Spannungsquelle eine (Lemma!) eine theoretische "ideale Spannungsquelle" oder eine praktische mit einer Kennlinie durch 2 (oder 3,4) auf die eine oder andere Art relevante Quadranten. Der aktuelle Artikel beschreibt stärker den ersten Aspekt, die Erwartung der Lesenden dürfte eher den zweiten Aspekt treffen. Da IMHO das Lemma beides abdeckt, sollte der Artikel beides beschreiben und dementsprechend insgesamt neu strukturiert und ausbalanciert werden.
::--[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 09:14, 27. Dez. 2024 (CET)

::::@[[Benutzer:Dermartinrockt]] zu deinem Beitrag 23:12, 26. Dez. 2024 (CET): Deine Meinung könnte hier am besten zur Geltung kommen, wenn auch du einen Einleitungsentwurf vorstelltest.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 10:41, 27. Dez. 2024 (CET)
:::::Der Ursprung der Diskussion, also der Änderungswille, liegt nicht bei mir. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 14:35, 27. Dez. 2024 (CET)
:::Rückmeldungen eingearbeitet und beide Vorschläge kombiniert.

:::Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine [[elektrische Spannung]] bereit. Sie hat zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]] mit unterschiedlichen [[elektrisches Potential|elektrischen Potentialen]]. Werden die beiden Pole durch [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch leitfähige]] Bauelemente miteinander verbunden, fließt ein [[elektrischer Strom]]. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind [[Elektrischer Generator|elektrische Generatoren]] und [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]].

:::Eine ideale Spannungsquelle stellt eine konstante elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen bereit. Diese Spannung ist unabhängig von dem Netzwerk, mit dem sie verbunden ist. Durch die Spannungsquelle kann also ein beliebiger Strom fließen, ohne dass sich die Spannung dadurch ändert. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealbild dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:00, 27. Dez. 2024 (CET)

Ich finde [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebins]] Fassung passend. Im folgenden Kasten nochmal der geringfügig gestraffte Text, (hoffentlich) ohne inhaltliche Veränderung.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine elektrische Spannung bereit. Werden ihre Außenanschlüsse durch elektrisch leitfähige Bauelemente miteinander verbunden, fließt ein elektrischer Strom. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind elektrische Generatoren und Batterien.

Die (erdachte) ''ideale'' Spannungsquelle hat zwei Pole. Sie stellt zwischen diesen eine elektrische Spannung bereit, die unabhängig von dem mit ihr verbundenen Netzwerk ist; d.h. sie hält diese Spannung bei beliebiger Stärke und Richtung des Stroms aufrecht. ''Reale'' Spannungsquellen weichen von diesem Idealbild ab. Ihre Spannung ändert sich mit dem durchfließenden Strom.}}--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 17:00, 27. Dez. 2024 (CET)

:Wieso elektrisch leitfähige Bauelemente? Finde ich in Bezug auf das Modell der idealen Spannungsquelle unpassend. Was spricht gegen "elektrischer Leiter"? Elektrische Bauelemente sind nur eine Teilmenge davon. Selbst bei der realen Spannungsquelle. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 18:40, 27. Dez. 2024 (CET)
::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Sehe ich genau umgekehrt. Wikipedia selber beschreibt einen elektrischen Leiter als Mittel zum Transport von Elektronen mit möglichst geringen Widerstand, was hier eine unnötige Einschränkung wäre. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 19:47, 27. Dez. 2024 (CET)
:::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]]: Das sehe ich wie [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]]. Ein elektrischer Leiter ist kein Bauelement. Er würde die Spannungsquelle allenfalls kurzschließen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:28, 27. Dez. 2024 (CET)
::::Ich halte den Satz für unpräzise: Auch bei einer RLC-Reihenschaltung als Last fließt zeitweise ein Strom obwohl der Kondensator weder als Leiter noch als leitfähiges Bauelement gelten dürfte. Hingegen fließt kein Strom, wenn die SQ mit einer ebenfalls leitfähigen Spannungsquelle gleicher Spannung in Gegenrichtung beschaltet wird.
::::Die Spannungsquelle stellt zwischen ihren Polen/Klemmen eine elektrische Spannung (Potentialunterschied wäre auch wieder falsch, denken wir an Induktion mit ringförmigen E-Feldern) her, als "ideale" Spannungsquelle unabhängig vom durch hinein- oder herausfließenden Strom, ansonsten beschrieben durch ihre Kennlinie. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 21:05, 27. Dez. 2024 (CET)
:::::@[[Benutzer:Alturand|Alturand]] Was folgt daraus? Ich sehe zwei Optionen für die Einleitung: Erstens allgemeinverständlich, also möglichst einfache Begriffe und Vertiefung in einem späteren Abschnitt. Zweitens wie jetzt - Fachbegriffe, die präziser sind, dafür aber durchschnittliche Abiturienten überfordern.
:::::Mein Vorschlag gilt nur für die erste Option. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 21:41, 27. Dez. 2024 (CET)
::::::Ich würde den zweiten Satz so formulieren: Bei Verbindung ihrer Außenanschlüsse mit elektrischen Bauelementen oder einem Netzwerk kann ein elektrischer Strom fließen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:20, 27. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:41, 27. Dez. 2024 (CET)
::::Was ist Strom? Die gerichtete, erzwungene Bewegung freier Ladungsträger in einem elektrischen Leiter. In einem elektrischen Bauelement müssen sich also leitfähige Stoffe befinden. Nenne mir ein elektrisches Bauelement, in dem Stromfluss nicht über irgendeinen elektrischen Leiter erfolgt. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 19:01, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::Der Kondensator! --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:37, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::Und es gibt keinen Stromfluss zum Feldaufbau? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 20:25, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::Beim Bauelement Kondensator verstehe ich den Konvektionsstrom in seinen Zuleitungen nicht als wesentlich für sein Wirkprinzip.
:::::::Was ist falsch an dem Satz: "Bei Verbindung ihrer Außenanschlüsse mit elektrischen Bauelementen oder einem Netzwerk kann ein elektrischer Strom fließen."? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:56, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::Flasch nichts. Was ist ein "Netzwerk"? Mir brauchst du das nicht erklären, aber dem Leser. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:12, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Ich wiederhole die Frage und bitte dich dabei, dir vorzustellen, alle Wörter wie ''Verbindung'', ''Außenanschlüsse'', ''elektrisches Bauelement'', ''Netzwerk'' und ''elektrischer Strom'' seien durch Wikipedia-Links erklärt.
:::::::::Also, was ist falsch an dem Satz? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:31, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::::Wir haben selbst zu Beginn der gesamten Diskussion nicht daüber diskutiert, dass was falsch ist. Es geht um Verständlichkeit. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:44, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Der wesentliche Punkt ist aus meiner Sicht, dass der Begriff mehrdeutig verwendet wird. Du meinst den Gegensatz zum Isolator. Beispielsweise https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/elektrische-leiter definiert ihn anders. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 19:46, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::Es gibt Leiter und Nichtleiter (Isolator)? Egal. Das Ding ist, das eine reale Spannungsquelle alles mögliche sein kann und auch ein Leiter. Den idealen Nichtleiter gibt es in Realität nicht, sodass bei genug Spannung theoretisch alles zum Leiter werden kann. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 20:32, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::Kannst du den Satz: "Das Ding ist, das[s] eine reale Spannungsquelle alles mögliche sein kann und auch ein Leiter." an einem Beispiel für ''Spannungsquelle'' und für ''Leiter'' erklären. Vielleicht erkenne ich dann auf den zweiten Blick, dass er gar nicht absurd ist. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:07, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::"Absurd" ist kein Argument. Sag, was du an meinem Standpunkt nicht verstehst. Es gibt reale technische und natürliche Spannungsquellen und im Zusammenhang damit alles mögliche an Leitern. Was muss ich dazu noch erläutern, damit klar wird, was ich meine? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:11, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Dass eine Spannungsquelle oder ein Leiter alles Mögliche sein kann, ist nichtssagend. Es ist das Ziel des Artikels, die Spannungsquelle zu erklären. "Alles Mögliche" reicht dafür nicht. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:35, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::::Worauf bezieht sich deine Aussage? Es ging mal um elektrische Leiter und eletrische Bauelemente und was von was eine Teilmenge sei. Wir können es an dieser Stelle sein lassen. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:46, 28. Dez. 2024 (CET)
Hier noch ein überarbeiteter Vorschlag, der auch auf Gleich- und Wechselspannung eingeht, einen typischen Anwednugsfall enthält und am Ende in die Formulierungen aus dem aktuellen Artikel übergeht.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine [[elektrische Spannung]] bereit.
Sie hat zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Eine [[Gleichspannung]]squelle erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel. Ein bekanntes Beipiel hierfür ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]. Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist ein [[elektrischer Generator]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt.

Im Idealfall hängt die Spannung, die die Spannungsquelle bereit stellt, gar nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab. Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt.
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

usw...

:}} --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 14:15, 30. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]]: Ich finde deinen Vorschlag gut. Wenn du meine Änderungen vor "Diese erzeugt am Minuspol..." unpassend findest, können sie auch wieder weg. Hier die ganze Einleitung.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt [[elektrische Spannung]] bereit.
In der Ausführung als [[Gleichspannung]]squelle hat sie zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Diese erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel. Ein bekanntes Beipiel hierfür ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]. Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist ein [[elektrischer Generator]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt.

Im Idealfall hängt die Spannung, die die Spannungsquelle bereit stellt, gar nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab. Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt.
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

Eine Spannungsquelle dient vorzugsweise als [[elektrische Energiequelle]], die abhängig vom angeschlossenen Verbraucher elektrischen Strom liefert, dabei aber nicht mit einer ''[[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]]'' (siehe [[#Zusammenhang|unten]]) verwechselt werden darf. Ferner kommt sie als Lieferant von [[Elektrisches Signal|elektrischen Signalen]] vor.

Eine Spannungsquelle kann auch ein Gegenstand sein, der lediglich ein [[elektrisches Feld]] erzeugen kann, dabei aber nur kurzzeitig oder in nicht verwertbarem Umfang zur Stromabgabe fähig ist.}} --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:10, 30. Dez. 2024 (CET)

:Bitte erkläre den Zweck deiner Änderung. Ich verstehe sie nicht. Jede Spannungsquelle hat zwei Pole, nicht nur die Gleichspannungsquelle. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 18:14, 30. Dez. 2024 (CET)
::Die in der Einleitung erwähnten Generatoren haben mehrheitlich drei oder vier Pole, weil sie Drehstron liefern. (PAs entfernt--[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 05:04, 31. Dez. 2024 (CET)) --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:12, 30. Dez. 2024 (CET)
:::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Danke. Ich ändere das verlinkte Beispiel auf Wechselstromgenerator, weil es besser passt. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 20:58, 30. Dez. 2024 (CET)
::::Ich habe den Artikel entsprechend überarbeitet. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:16, 4. Jan. 2025 (CET)
:::::[[Benutzer:Saure]] sieht noch Diskussionsbedarf, den ich hier nicht wahrgenommen habe. Leider hat er deshalb ohne Diskussionsbeitrag einen Revert gemacht.
:::::Sollte mein Vorschlag für die Einleitung im weiteren Diskussionsverlauf Zustimmung finden, schlage ich als nächsten Schritt vor, die Abschnitte zum Thema Grundlagen (Bezeichnungen, ideale und reale Quelle und Leistung) direkt hinter die Einleitung zu verschieben. Damit könnten nicht vorbelastete Leser das Wesentliche verstehen.
:::::Dahinter sollten dann weitere Themen vertieft werden. Eine geeignete Reihenfolge dafür ist m.E. tatsächlich noch offen und sollte in einem anderen Abschnitt als diesem diskutiert werden. Grüße, --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 10:47, 5. Jan. 2025 (CET)
::::::Gegenvorschlag:
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt [[elektrische Spannung]] zwischen ihren [[Elektrischer Pol|elektrischen Polen]] bereit.
<s>In der Ausführung als [[Gleichspannung]]squelle hat sie zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Diese erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel.</s> Ein bekanntes Beipiel für eine [[Gleichspannung]]<nowiki />squelle<s>hierfür</s> ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]].<s>Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig.</s> Ein bekanntes Beispiel für eine [[Wechselspannung]]<nowiki />squelle<s>hierfür</s> ist ein [[elektrischer Generator]].

Im Idealfall hängt die bereitgestellte Spannung<s>, die die Spannungsquelle bereit stellt,gar</s> nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab.<s> Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung.</s> Bei realen <s>Reale</s> Spannungsquellen <s>weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass</s> ändert sich die bereitgestellte Spannung <s>ändert, wenn sich der </s> mit dem Strom<s> ändert</s>, der durch sie fließt gemäß einer [[Kennlinie]] .
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle als [[elektrische Energiequelle]] dient und [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt. Dazu liefert sie zusätzlich zur Spannung als [[Stromquelle]] einen [[elektrischer Strom|elektrischen Strom]]<s>Eine Spannungsquelle dient vorzugsweise als [[elektrische Energiequelle]], die abhängig vom angeschlossenen Verbraucher elektrischen Strom liefert, dabei aber nicht mit einer ''[[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]]'' (siehe [[#Zusammenhang|unten]]) verwechselt werden darf.</s> Ferner kommt sie als Lieferant von [[Elektrisches Signal|elektrischen Signalen]] vor.

Eine Spannungsquelle kann auch ein Gegenstand sein, der lediglich ein [[elektrisches Feld]] erzeugen kann, dabei aber nur kurzzeitig oder in nicht verwertbarem Umfang zur Stromabgabe fähig ist.}}
::::::* Den ersten Absatz habe ich knapper gefasst und auf die Spannungs'''quellen''' fokussiert.
::::::* Absatz 2 und 4 erschienen mir ähnlich genug, um sie zusammenzufassen.
::::::* In Absatz 4 habe ich den POV "vorzugsweise" entfernt und den Meta-Satz über die Artikelstruktur. Da sollte das Tag "Zusammenhang zwisschen Spannungs- und Stromquelle" heißen.--[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 12:06, 5. Jan. 2025 (CET)
:::::::Finde ich auch gut. Ein kleines Problem sehe ich noch: Das, was dann unter dem Tag "Zusammenhang zwischen Spannungs- und Stromquelle" steht, ist ziemlich anspruchsvoll. Der zweite Satz beginnt mit: Eine beliebige Anordnung von linearen Spannungs- und Stromquellen... - ohne dass zuvor erklärt wurde, was eine einzelne lineare Spannungsquelle ist.
:::::::Wennn man die Abgrenzung zwischen den beiden Quellenarten so wichtig findet, dass sie weit vorne erklärt werden sollte, dann sollte man deshalb einen leicht verständlichen Satz dazu am Ende der Einleitung ergänzen und den Abschnitt "Zusammenhang zwischen Spannungs- und Stromquelle" weiter hinten platzieren. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 12:53, 5. Jan. 2025 (CET)
::::::::Nachtrag: Sorry, ich war zu schnell. Diesen Satz würde ich so nicht stehen lassen: "Dazu liefert sie zusätzlich zur Spannung als Stromquelle einen elektrischen Strom." Der Link zur Stromquelle ist uneindeutig und der Unterschied (konstante Spannung oder konstanter Strom) wird nicht klar. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 13:00, 5. Jan. 2025 (CET)

== Zurück zur Frage nach Dritten Meinungen ==

Für mich ist eine Spannungsquelle ein Gerät oder eine Einrichtung, die eine gewisse Spannung vorhält und dazu in der Lage ist, Energie abzugeben. Weil dagegen eine andere Vorstellung vertreten wird, habe ich um Dritte Meinungen gebeten. Dank an alle Mitdenkenden! Dabei habe ich mich bisher zurückgehalten, im Gegensatz zu Modalanalytiker. Im Interesse der Verständlichkeit der WP geht es um die Frage, mit welcher Vorstellung ein unkundiger Leser an das Thema herangeht. Dort sollte der Arikel ansetzen.

Oben mein erster Satz ist auch für einen Akkumulator gültig. Darum und wirklich nur darum baut man einen Akku in ein Kfz oder ein Handy ein. Das Besondere am Akku ist, dass der Energie abgebende elektrochemische Prozess umgekehrt werden kann, aber das gehört nicht zur Aufgabe oder zum Kennzeichen einer Spannungsquelle. Genausowenig komme ich auf die Idee, einen Motor, der zur Energierückgewinnung verwendet wird, als Spannungsquelle zu bezeichnen. Denn er hält keine Spannung vor. Eine Spannungsquelle (Taschenlampenbatterie, Thermoelement, Solarzelle, Kraftwerk) kann nichts weiter als Spannung vorhalten und Energie abgeben. Die schöne Beigabe des Akkus, dass er er aufladbar ist, wozu er wie ein Verbraucher Strom aufnehmen kann, kann nicht zum allgemeinen Kennzeichen einer Spannungsquelle gemacht werden. Genausowenig sehe ich, ob im Artikel [[Elektrischer Generator]] die Umkehrfunktion des Motors beschrieben wird, vielmehr wird er als "Gegenstück" bezeichnet.

Die bisherige Diskussion lese ich so, dass die Dritten die Spannungsquelle ebenso sehen wie ich. Ehe weiter versucht wird, in der Einleitung eine andere Auffassung unterzubringen, bitte ich um Grundsatzklärung, welche Beschreibung einer Spannungsquelle bei WP vertreten werden soll. Auf die Tatsache, dass manche Spannungsquellen mehr können als oben angegeben, sollte wie bisher am Ende des Artikels eingegangen werden, egal ob das Kapitel "Vervollständigung" heißt oder besser "Spannungsquelle als Verbraucher".

Besonders lecker finde ich den Beitrag, wonach "Steckdosen im Haushalt" als Spannungsquelle aufgelistet werden. Physikalisch korrekt ist eine Spannungsquelle ein spezieller Energiewandler, das ist eine technische Einrichtung, die elektrische Energie durch einen Umwandlungsprozess aus anderer Energie zur Verfügung stellt. Ich sehe nicht, wie eine [[Steckdose]] dieserart umwandeln soll; vielmehr ist sie Zubehör in der [[Elektroinstallation]]. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:18, 5. Jan. 2025 (CET)

:Hmmm...eins habe ich in den paar Jahren Wikipedia lernen dürfen: "für mich" ist oft nicht ausschlaggebend. Ich sehe Argumente für und gegen Deine Einschätzung. Aus installationstechnischer Sicht ist die Spannungsquelle die Einrichtung, an der man zwischen zwei Polen eine Spannung vorfindet - aus physikalisch-theoretischer Sicht ist sie eher die Einrichtung, welche die Spannung erzeugt, also ohne die keine Spannung existieren würde. Ich neige zur ersten Sichtweise - wegen der Fragen: ist ein Transformator, ein Netzteil, ein Spannungsteiler eine Spannungsquelle? Ich denke schon, jedenfalls aus der Sicht der meisten Interessenten, die eben nicht hinter die Kulissen schauen (vgl. auch [https://www.ingenieurkurse.de/elektrotechnik/gleichstrom/gleichstromkreise/elektrische-quellen/spannungsquellen.html]). Just my 2cts. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 19:31, 5. Jan. 2025 (CET)
:Die ersten Sätze in meinem Vorschlag für die Einleitung sind an ein altes Schul-Physik-Buch angelehnt. Das ist mein Startpunkt dafür, unkundige Leser einzuführen. DIN-Normen und Akkus finde ich an dieser Stelle falsch platziert.
:Außerdem finde ich, dass deine Beschreibung "eine Einrichtung, die eine gewisse Spannung vorhält und dazu in der Lage ist, Energie abzugeben", eine Steckdose einschliesst. Das Buch "Elektrotechnik für Dummies" verwendet das Beispiel auch. Darin erklärt Michael Felleisen (Professor für Mess- Steuer- und Regelungstechnik in Pforzheim) den Innenwiderstand der realen Spannungsquelle mit den Leitungen vom E-Werk zur Steckdose. So abwegig, wie du es darstellst, ist das also nicht als Beispiel für die Zielgruppe "unkundige Leser". --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 21:26, 5. Jan. 2025 (CET)

Aufgrund der vorangehenden Diskussionen möchte ich an die Beachtung folgender Fakten erinnern:
*Es ist klar zu unterscheiden, ob über eine ''real existierende Spannungsquelle'' oder über das ''Modell einer Spannungsquelle im Sinne der Berechnung elektrischer Netzwerke'' (siehe angeführtes Schaltzeichen nach DIN) gesprochen wird.
*''Real existierende Spannungsquellen'' (Akkus, Generatoren, Fotozellen, Oszillatoren, insbesondere auch Konstant- und Referenzspannungsquellen) werden in der Praxis oft auch als ''Strom- oder (elektrische) Energiequellen'' bezeichnet (was sie ja auch sind). Sie sind allerdings in den [[Stromlaufplan|Stromlaufplänen]] (wohl zu unterscheiden von den Schaltbildern der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Netzwerktheorie]]) von elektrischen Geräten nicht zu finden (außer, wenn sie beispielsweise als Akku eingebaut sind), denn diese enden oft am (Netz-)Stecker.
*Dagegen ist eine Spannungsquelle im Sinne der Berechnung [[Netzwerk (Elektrotechnik)|elektrischer Netzwerke]] ein (nicht real existierendes) abstraktes Modell, das in den Schaltbildern elektrischer Netzwerke vorkommt. Diese Netzwerke sind selbst nicht real, sondern Modelle von realen elektrischen Schaltungen. Dabei gibt es in der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Theorie der Netzwerke]] nur zwei sogenannte ungesteuerte (unabhängige, eingeprägte) Quellen: Die ideale Spannungs- und die ideale Stromquelle.
*Eine reale Spannungsquelle wird in der Theorie der Netzwerke oft durch einen [[Zweipol|aktiven Zweipol]] modelliert, der aus idealer Spannungs- oder (!) Stromquelle und einem ''Innenwiderstand'' besteht. Ist dieser im einfachsten Fall linear, dann spricht man manchmal von einer linearen Spannungs- oder Stromquelle.

Also entweder sollte dieser Artikel (1) die real existierenden Spannungsquellen oder (2) die Modelle der Netzwerktheorie oder (3) beides beschreiben. Bei der Entscheidung für letzteres muss aber für den Leser eine ''deutliche Trennung'' sichtbar sein. Alle Begriffe und Fakten sollten durch seriöse Quellen abgedeckt sein (für die Netzwerktheorie beispielsweise {{Literatur|Autor=[[Reinhold Paul]]|Jahr=1994|Titel=Elektrotechnik 2 – Netzwerke|Ort=Berlin Heidelberg New York|ISBN=3-540-55866-7|Verlag=Springer-Verlag}}). --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 21:17, 6. Jan. 2025 (CET)

:Sorry, zu meiner Aufforderung "Zurück zur Frage nach Dritten Meinungen" ist der Bezug verloren gegangen. Der war die Bitte um Dritte Meinungen, die [[Wikipedia:Redaktion Physik/Qualitätssicherung/Archiv/2024/Dezember#Spannungsquelle|an anderer Stelle]] zu finden ist; bitte dort nachlesen. Es geht darum,
:- ob der Artikel die Spannungsquelle als ''Quelle'' darstellen soll mit dem Hinweis am Ende, dass manche Quellen auch als Verbraucher betrieben werden können,
:- oder ob sie ''von Anfang an'' als Quelle und Senke dargestellt werden soll.
:Mit welcher Vorstellung geht ein unkundiger Leser an das Thema heran? Für mich hat ein Akku die Hauptaufgabe, als Quelle zu dienen, mit der Besonderheit, dass er zwischenzeitlich auch mal geladen werden kann. Ehe das nicht geklärt ist, wird der Streitpunkt zum Problem der Formulierung der Einleitung.

:@[[Benutzer:Reseka|Reseka]] Ich denke schon, dass der Artikel mit dem Modell der Spannungsquelle in der Schaltungstheorie der Elektrotechnik beginnen sollte. Das vorstehenden Problem führt aber auf die Frage, welches Modell gewählt werden soll – nur Erzeuger oder sowohl Erzeuger als auch Verbraucher.
:Für mich ist eine (lineare) reale Spannungsquelle auch ein Modell, zusammengesetzt aus den Modellen des ohmschen Widerstands und der idealen Strom- oder Spannungsquelle.
:@[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] Du bist doch so sehr auf den Stromkreis aus. In den zitierten Leitungen vom E-Werk zur Steckdose fließt kein Strom, es sei denn, du schließt an die Steckdose einen Verbraucher an. Dann wird aber das W-Werk darin die Quelle. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 12:58, 7. Jan. 2025 (CET)
::Hallo @[[Benutzer:Saure|Saure]], in meinem Fall wird das, was du als "Bezug verloren" bezeichnest, direkt von deiner Argumentationskette ausgelöst. "Mit welcher Vorstellung geht ein unkundiger Leser an das Thema heran?" ist die richtige Frage. Der Leser sollte dort abgeholt und zunächst auf eine möglichst einfache und verständliche Erklärung treffen. Du denkst, dass ein Akku diese Erklärung unnötig kompliziert. Bis hierher Zustimmung. Gleichzeitig bestehst auf einem Einstieg in die Schaltungstheorie. An dieser Stelle setzt bei meinem fiktiven Leser spontan dieselbe Schockstarre ein, die man oft bei "Wer wird Millionär?" beobachten kann, wenn eine Frage zur Astronomie dran kommt :-). Deshalb mein Einspruch und mein Vorschlag für eine allgemeinverständliche Einleitung.
::Die Fortführung meines Vorschlags entspricht m. E. Alternative (3) von @[[Benutzer:Reseka|Reseka]]: Im Artikel folgt unter [[Spannungsquelle#Grundlagen]] in zwei Abschnitten eine m. E. verständliche Beschreibung für das lineare Ersatzschaltbild. Diese beiden Abschnitte könnten direkt auf eine einfache Einleitung folgen. Dadurch würde alles andere, auch die Schaltungstheorie, nach unten rutschen und später nach und nach passend einsortier. Das Laden eines Akkus würde dann z.B. gut in einen zur Zeit nicht existenten Abschnitt zum "Verbinden realer Quellen" passen. Nichts ginge verloren. Geändert würden im Wesentlichen die Tags, die Reihenfolge der Tags und die Zuornungen von Text zu Tags. So, dass sich der Artikel vom Einfachen zum Anspruchsvollen und von einer einzelnen Quelle zu mehreren Quellen und erst danach zu beliebigen linearen Schaltungen entwickelt.
::Daraus ergibt sich folgende Frage: Was ist aus deiner Sicht der Vorteil deines Plans? --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 15:05, 7. Jan. 2025 (CET)
:::Ich unterstütze den Ansatz von [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] und habe noch zwei Anmerkungen.
:::Erstens: Nach der bisherigen Diskussion rege ich für die Einleitung eine Festlegung an, die den Begriff Spannungsquelle (zunächst als materielle Einrichtung) allgemein definiert. Ein Versuch:
:::''Eine Spannungsquelle ist eine elektrische Einrichtung, die an ihren Anschlusspunkten eine elektrische Spannung anbietet und einen elektrischen Strom erzeugen kann. Die Spannungsquelle wandelt dazu nichtelektrische Energie'' ''in elektrische um.''
:::Bei dieser Definition sind z. B. Steckdose, Leuchtmittelfassung, Funktionsgenerator, Netzgerät, Spannungswandler und Transformator keine Spannungsquellen. Wenn der zeite Satz fehlt, ist diese Gruppe eingeschlossen, was ich nicht befürworte.
:::Zweitens: Im Artikel sollte ein Kennlinienbild für die ideale Spannungsquelle respektieren, dass deren Spannung stromstärkeunabhängig ist und dass diese Eigenschaft sich auch auf die Kennlinie der linearen Spannungsquelle auswirkt. Ein fehlerhaftes Bild ist didaktisch ungeschickt und ebenso der Versuch, es nachträglich mit Worten richtigzustellen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:14, 7. Jan. 2025 (CET)

Diskussion:Spannungsquelle

2024-12-30T19:12:22Z

Modalanalytiker: /* Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung */ Antwort

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== Zum Abschnitt "Vervollständigung" ==

In dem Abschnitt heißt es: "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht." Das trifft nicht zu: In dem gezeigten Ersatzschaltbild wird von dem Modell eines nichtliniearen Widerstands Gebrauch gemacht. Das Modell besitzt keine messbare Quellenspannung und kann ausschließlich elektrische Energie in Wärme wandeln, nicht aber elektrische Energie an äußere Verbraucher abgeben oder von äußeren Quellen abgegebene speichern. Eine Diode als "rein passiv betriebene[n] Spannungsquelle" zu modellieren, verfehlt die Wesensmerkmale einer Spannungsquelle. Wer verstehen möchte, was eine Spannungsquelle ist, wird durch das Beispiel desorientiert. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:13, 30. Nov. 2024 (CET)

:Ach Modalanalytiker, wenn du doch nur treu zu dir selber bleiben könntest. Vor über 5 Jahren hast du in den Artikel eingeführt (auf didaktisch äußerst ungeschickte Weise), dass im ''vollständigen Modell der idealen Spannungsquelle'' ihre Kennlinie nicht durch einen, sondern stets durch zwei Quadranten verläuft, da der durch die äußere Beschaltung bestimmte Strom durch die Quelle sowohl positive als auch negative Werte annehmen kann. Das ''Modell der idealen Quelle'' ist immer in der Lage, sowohl als Erzeuger als auch als Verbraucher zu wirken. Du selber schreibst in einem Diskussionsbeitrag: „Die ideale Spannungsquelle (und viele reale Quellen ebenso) kann elektrische Leistung auch ''aufnehmen''“ (nachzulesen im Archiv, 14:43, 16. Mai 2019). Und jetzt schreibst du: „ Eine Diode als "rein passiv betriebene[n] Spannungsquelle" zu modellieren, verfehlt die Wesensmerkmale einer Spannungsquelle.“ Zählt das Wesensmerkmal, als Verbraucher wirken zu können, mit einmal nicht mehr? In dem im Artikel gezeigten Ersatzschaltbild wird die Spannungsquelle eben nur in demjenigen Quadranten betrieben, in dem sie Verbraucher ist.
[[Datei:Dioden-Kennlinie 1N4001 differentiell.svg|mini|hochkant=0.6|Vereinfachte Dioden-Kennlinie (grün). Die hier mit <math>U_F</math> bezeichnete Spannung entspricht dem <math>U_S</math> im Artikel.]]
:Mit welcher Besserwisserei schreibst du, dass das Ersatzschaltbild einer Diode nicht zutrifft? Ich habe drei Fundstellen dafür angegeben und mehrere weitere Stellen inzwischen gefunden; Kritik am Ersatzschaltbild müsstest du bei den Verfassern der Einzelnachweise abladen. Die Diode hat einen in Rechnungen schwer zu handhabenden nichtlinearen Widerstand, während im Modell in zwei Teilbereichen jeweils linear gerechnet werden kann. Wie es sich für eine (stets passive) Diode gehört, besitzt das Modell „keine messbare Quellenspannung“ und kann bezogene elektrische Energie ausschließlich in Wärme wandeln. Auch das dürfte allgemeine Erfahrung sein, dass eine stromdurchflossene Diode warm wird. Das ''vollständige Modell der idealen Spannungsquelle'' mag „desorientierend“ wirken, aber du hast das Modell in den Artikel eingeführt, und im Diodenersatzschaltbild wird es von kundigen Fachbuchverfassern eingesetzt. Ein Ahaeffekt, wie eine passive Spannungsquelle zu verstehen ist, ist im zugehörigen Artikel durchaus gewollt. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:55, 1. Dez. 2024 (CET)
::Du liest aus meinem Text, dass ich die Ersatzschaltung der Diode für fehlerhaft erachte. Keineswegs! Das Diodenmodell ist durchaus tauglich. Es liefert nur keinen Beitrag zur Information über physische Spannungsquellen. Ich wiederhole im folgenden Abschnitt nochmal meine Kritik mit anderen Worten.
::    Zur Erläuterung von Spannungsquellen wie auch von anderen Betriebsmitteln taugen ''reale'' Anwendungsbeispiele. Die Verwendung einer idealen Spannungsquelle in einem Ersatzschaltbild der Diode illustriert keine solche ''Spannungsquellen-Anwendung'', sondern nur einen additiven Term in einer Kennlinienkurve. Der Abschnitt hilft sicher für das Studium von Dioden, falls der Leser das Modell einer idealen Spannungsquelle verstanden hat. Wenn er um dieses Wissen noch ringt, ist der Text verwirrend. Ist es so schwer, Beispiele auszuwählen, welche den materiellen Lemmagegenstand selbst behandeln?
::    Kurzum: Die Veranschaulichung eines Diodenkennliniensummanden durch das Modell einer idealen Spannungsquelle ist probates Mittel zum Verständnis von Dioden, m. E. aber kein taugliches Beispiel zur weiteren Erläuterung einer physischen Spannungsquelle.
::    Schade, dass du versuchst, deinen Schlussfolgerungen durch Diffamierungen ("wenn du doch nur treu zu dir selber bleiben könntest", "auf didaktisch äußerst ungeschickte Weise", "Mit welcher Besserwisserei schreibst du") Nachdruck zu geben. Wikpedia fordert sachliche Beiträge. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:03, 1. Dez. 2024 (CET)

:::'''Falsch''': Es geht im Kapitel "Vervollständigung" '''nicht''' um ''reale'' Anwendungsbeispiele. Sondern es geht hier um das ''vollständige Modell der idealen Spannungsquelle''. Es geht um die Verallgemeinerung, wonach die Quelle als aktiv wirkend oder passiv wirkend beschrieben werden kann. Es geht um ein Beispiel, wo dieses Modell sinnvoll eingesetzt wird bzw. notwendig ist. Da steht in der Beispielerläuterung ausdrücklich: „Die Spannungsquelle existiert nicht real, aber im Modell … “.
:::Deine Darlegung steht auch im Widerspruch zu deinen Eröffnungssätzen in diesem Diskussionskapitel. Da hast du klar geschrieben, dass der Satz "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht" nicht zutrifft. Da steht etwas vom Modell, während du vorstehend auf physische Spannungsquellen ausweichst, also einfach das Thema wechselst. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 15:04, 2. Dez. 2024 (CET)
::::@[[Benutzer:Saure|Saure]] Ich lasse mich vorübergehend auf deine Argumentation ein und verbinde damit die Frage, ob du den folgenden Zusatz im Artikel [[Elektrischer Widerstand]] als notwendige Verbesserung ansehen, verteidigen oder wenigstens dort dulden würdest. Er folgt dem Muster ''Diodenmodell im Artikel Spannungsquelle'' und kann uns als Entscheidungshilfe dienen:
::::''Vom Modell eines Widerstands wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle Gebrauch gemacht'' [Bild dazu bitte vorstellen]. ''Mit diesem wird der Innenwiderstand der Spannungsquelle angenähert. Der Widerstand existiert nicht real als diskretes Schaltelement, aber im Modell erlaubt er die Abhängigkeit der Lastspannung von der Stromstärke zu beschreiben. Aufgrund seines Verhaltens ist der Widerstand gemäß dem Verbraucherzählpfeilsystem beschriftet.'' --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:16, 2. Dez. 2024 (CET)

:::::Ach @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]], was bist du für ein Meister im Ausweichen vor der Sachdiskussion, indem du dich nicht zu bestehenden Fragen äußerst, sondern über etwas anderes. Erst behauptest du, dass der Satz "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht" nicht zutrifft. Dazu redest du einfach von physischen Spannungsquellen statt vom Modell, um das es geht. Jetzt kommst du mit der nächsten Nebelkerze.
::::: Von welchem „Modell eines Widerstands“ (was auch immer das sein mag) du etwas in welchem „gezeigten Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle“ schreibst, weiß ich nicht; die Diskussion drehte sich bisher um ein ''vollständiges Modell der idealen Spannungsquelle'' im gezeigten ''Ersatzschaltbild einer Diode''.
:::::Üblicherweise enthält eine überschaubar große elektrische Schaltung nur eine einzige Spannungsquelle. Fließt dann Strom durch die Quelle, so ist er bei einer positiven Quellenspannung im Erzeugerzählpfeilsystem ebenfalls positiv. Nun ist im ''vollständigen Modell der idealen Spannungsquelle'' eine Umkehrung enthalten, wonach sie einem zugeführten Strom eine konstante Spannung entgegenstellen kann. Mit diesem Modell will ich vertraut machen, indem ich eine Anwendung der Umkehrung zeige, wie sie im Diodenersatzschaltbild vorkommt.
:::::Wenn ich im Artikel darauf hinweise, dass die Spannungsquelle im [[Ersatzschaltbild]] (mitsamt dem Widerstand) nicht real existiert, dann nur deshalb, um dem Irrtum zuvor zu kommen, dass sie die Quelle des Diodenstroms sein kann. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:12, 3. Dez. 2024 (CET)
::::::@[[Benutzer:Saure|Saure]] An diesem Punkt können wir die Diskussion unterbrechen. Ich fasse zusammen: Ich halte den Abschnitt zum Diodenmodell, in dem das ''Modell einer idealen Spannungsquelle'' einen Summanden zur Formulierung der Diodenkennline beiträgt, im Artikel [[Spannungsquelle]] für deplatziert und verwirrend. Im Artikel [[Diode]] kann man das bisher schon nachlesen. Dort ist es dienlich.
::::::<math>\quad</math>Ich werde den Artikel gelegentlich überarbeiten, um eine von mir vertretbare Fassung zu erzeugen. Ich bitte dich, deren Revertierung einem dritten Benutzer zu überlassen. Es lesen bestimmt einige sachverständige mit. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:00, 3. Dez. 2024 (CET)

:::::::Bisher hat sich niemand an vorstehender Diskussion beteiligt. Und auf diesen Niemand hoffst du bezüglich der Revertierung deiner angekündigten Überarbeitung? Das Obenstehende zeigt nur zu erschreckend, was von deinen Beiträgen zu erwarten ist. Fehler in meinem Beitrag findest du ja keinen, wenn du ihn im Diodenartikel für dienlich hältst. Als „deplatziert“ siehst du es an, wenn das einfache Beispiel einer passiv wirkenden Quelle im Kapitel über die passiv wirkende Quelle erscheint? Logisch? Wenn du das so einfache, in der Fachliteratur verbreitete Beispiel als „verwirrend“ ansiehst, dann ist das wohl eher deine persönliche Gefühlslage, vielleicht eine Denksperre, aber kein Sachargument. Ich habe früher die passiv wirkende Quelle als verwirrend angesehen, aber ich habe dazugelernt. Übrigens stammt die Anregung zu diesem Beipiel von einem Mitleser. Da hätten wir schon eine Dritte Meinung.– Eine Überarbeitung ohne Diskussion werde ich nicht akzeptieren. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 11:48, 6. Dez. 2024 (CET)
::::::::Meine angekündigte Überarbeitung ist jetzt online.
::::::::Die Hauptsache der Bearbeitung betrifft die DIN-Definition der ''idealen Spannungsquelle''. Sie wird von Anfang an richtig, d.h. vollständig vorgestellt. Dadurch erübrigt sich der Abschnitt "Vervollständigung" am Ende der Vorversion, in dem der anfangs übergangene passive Betrieb schließlich als "Vervolltändigung" nachgetragen wird. Der korrekte Einstieg zieht einige Änderungen nach sich, die auch Abbildungen und Überschriften erfassen. Textabschnitte, die Inhalte anderer Artikel wiederholen, sind durch Links gestrafft. Als Schlüsselvariable für Gleichungen zu Leistung und Wirkungsgrad dient jetzt die Stromstärke, wodurch aktiver und passiver Betrieb einheitlich erfasst sind. Die vorherige spezielle Darstellung mit dem Lastwiderstand als Variable bleibt durch Links erhalten. Die Einzelnachweise 13 bis 15 in der Vorversion sind nicht entfallen, sondern stehen wie bisher im verlinkten Artikel [[Diode]]. Ich bitte um kritische Revision. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 12:16, 12. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Zur heutigen Rückgängigmachung der Überarbeitung habe ich [[Wikipedia:Dritte Meinung| dritte Meinungen (12:46, 13. Dez. 2024)]] angefragt. Beiträge dazu bitte hier anfügen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 13:12, 13. Dez. 2024 (CET)

:Du hast vor fünf Jahren versucht, den Artikel umzumodeln; dem habe ich mich widersetzt. Ein Dritter hat der Umstellung ein Ende gesetzt. Jetzt versuchst du genau dasselbe, und ich widersetze mich erneut. Ich habe dich zur angekündigten, von dir vertretbaren Fassung um Diskussion gebeten, aber da ist nichts gekommen.
:Im allgemeinen Verständnis wird eine Spannungsquelle (Batterie, Kraftwerk) als etwas Energie Abgebendes verstanden. Eine Quelle, die auch etwas aufnehmen kann, wirkt widersprüchlich. Fachsprachlich ist das eine Senke. Das Verständnis für die Vervollständigung der Spannungsquelle zu diesem Ungewöhnlichen muss aufgebaut werden. Alles andere ist didaktisch äußerst ungeschickt.
:Ich habe meinerseits die [[ Wikipedia:WikiProjekt Elektrotechnik/Qualitätssicherung]] angerufen. Von der Stelle erwarte ich eher Sachverständnis, wie eine Spannungsquelle für einen Laien verstehbar ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 16:27, 13. Dez. 2024 (CET)
::Ist es wirklich sinnvoll, PV-Zellen und Akkus bei <s>anliegender umgekehrter Spannung </s> umgekehrten Stromfluß als "Spannungsquellen" darzustellen? Nach meinem Laienverständs handelt es in diesen Fällen eher um nichtideale Stromsenken (Akkus, beabsichtigt) bzw. parasitäre Heizelemente (PV-Zellen) - insofern erscheint mir die entsprechende Grafik (mit Forsetzung in den negativen Spannungsbereich) als wenig hilfreich - wenn nicht sogar inhaltlich irreführend?
::Etwas unglücklich finde ich eine Kapitelüberschrift ''Vervollständigung'' - sollte man dem Leser nicht sagen, wohin das Modell ''vervollständigt'' bzw. erweitert wird? --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 19:11, 13. Dez. 2024 (CET)
:::Zur Klarstellung: "PV-Zellen und Akkus bei anliegender umgekehrter Spannung" hat hier bis jetzt keiner besprochen. Das ist auch nicht nötig, denn das ist der Zerstörungsbetrieb. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:47, 13. Dez. 2024 (CET)
::::<s>Umgekehrte Spannung zeigt Deine Grafik, zumindest für Akkus - hat mich wohl verwirrt.</s> Gemeint habe ich umgekehrte Stromrichtung - und in diesem Fall ist die Abweichung vom Modell einer Spannungsquelle maximal. --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 20:18, 13. Dez. 2024 (CET)
:::::[[Datei:U(I)-Kennlinien_von_idealer,_linearer_und_realen_Spannungsquellen.svg|mini|Kennlinien von Spannungsquellen: ideale SpQ (rot), lineare SpQ (türkis) und nichtlineare SpQ: (grün Solarzelle, blau: Akkumulator<ref>E. Philippow: ''Taschenbuch Elektrotechnik'', Band 6, ''Systeme der Elektroenergietechnik'', Hanser 1982, Abschn. 5.2.1, S.781</ref> )]]
:::::@[[Benutzer:Drahkrub|Drahkrub]]: Rückfrage zu: "Umgekehrte Spannung zeigt Deine Grafik, zumindest für Akkus - hat mich wohl verwirrt."
:::::Wo siehst du in der Akkukennlinie Punkte mit negativer Spannung? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:14, 13. Dez. 2024 (CET)

::::::Urgs, Achsen falsch gelesen. Entschuldigung. --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 09:27, 14. Dez. 2024 (CET)
::Hallo, ich habe gerade nach einem Beispiel für eine leicht verständliche Erklärung gesucht und in das eBook "Elektrotechnik für Dummies" von Michael Felleisen rein geschaut (aus meiner Stadtbücherei).
::Das bringt mich auf diesen Vorschlag: ein Abschnitt "Ideale und reale Spannungsquelle" mit einem einfachen Ersatzschaltbild (nur ein Widerstand, Felleisen hört danach auf), gefolgt von einem Abschnitt "weitere Ersatzschaltbilder für reale Spannungsquellen" oder "nicht-lineare Spannungsquellen".
::Nach meinem Verständnis gibt eine Spannungsquelle Energie ab, alles andere sind Verbraucher. Daraus folgt, dass ich die Möglichkeit, dass z.B. das Bauteil "Akku" sowohl Quelle als auch Senke sein kann, optional in einem weiteren Abschnitt erwähnen würde, für dessen Überschrift ich keinen Vorschlag habe.
::Grüße, --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 12:32, 18. Dez. 2024 (CET)

[[Benutzer:Saure|der Saure]] hatte [[Spezial:Diff/251349965/251350469|in der QS der Radaktion Physik um eine '''dritte Meinung''' gebeten]]. Ich versuchs mal.
* Der aktuelle Artikelstand wirkt auf mich eher akademisch als praktisch. Das mache ich daran fest, dass die Definition in der Einleitung direkt auf die Definition der [[Schaltungstheorie]] verweist. Im Sinne des Mottos "Wikipdia ist für die Leser da!" halte ich das für ungünstig, denn die Zahl der Schaltungstheoretiker, die den Artikel als Nachschlagenwerk nutzen, dürfte überschaubarer sein als die Zahl der Laien, die bspw. den Unterschied zwischen einer Strom- und Spannungsquelle verstehen wollten.
* Das Lemma ist [[Spannungsquelle]], insofern ist es gut, wenn hier die ideale Spannungsquelle behandelt wird, selbst wenn es die in der Praxis nicht gibt. Als Nutzer von elektrischer Energie erlebe ich aber einen Unterschied zwischen dem 220V-Wechselspannungsnetz, das mir so gut wie immer 230V liefert und einer 12V-Autobatterie, an der ich zwar 14,4V messe und beim Anlassen trotzdem die Innenraumbeleuchtung dunkel wird.
* Ein in meinen Augen schöner und angemessener Einleitungssatz für diese Benutzergruppe wäre:
{{Kasten|Eine Spannungsquelle ist in der Elektrotechnik eine idealiserte Quelle elektrischer Energie, die unabhängig von ihrer Belastung eine bestimmte elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen herstellt. Ihr Komplement ist die ebenfalls idealisierte Stromquelle, durch die unabhängig von äußeren Faktoren ein bestimmter Strom fließt. Reale Quellen elektrischer Energie weichen von diesen Idelabildern dadurch ab, dass bereit gestellte Spannung und fließender Strom nicht unabhängig voneinenander sind.}}
* Die Eigenschaften der idealen Spannungsquelle sollten dann im Hauptteil diskutiert werden, zur Hinführung an die reale Spannungsquelle (einschl. Erläuterung von Kennlininen) mit dem zusätzlichen Hinweis, dass ideal lineare Spannungs- und Stromquellen äquivalent sind.
* Im Abschnitt '''Arten''' würde ich einen Hinweis erwarten, inwieweit die genannten Quellen elektrischer Energie eher Spannungs- als Stromquellen sind, und wie die Beziehungen zu anderen Parametern (Nennstrom, Kurzschlusstrom, Nennspannung, Spannung an der offenen Klemme) sind, bevor dann die Spannungsquellen im Detail diskutiert werden. Apropos Arten, da fehlt mir noch der Kondensator/SuperCap, als maximale Abweichung zu beiden Idealen.
* Dann gibt's noch den Sonderfall, dass eine Spannungsquelle eine Energiesenke wird, wenn Strom und Spannung entgegengesetzt sind - da wären grundsätzlich Bezüge zum Laden von Akkus und zur Steckersolaranlage irgendwie zeitgemäß. Und natürlich auch eine Kennlinie durch zwei Quadranten, die verdeutlicht, dass Lade- und Entladekennlinie typischerweise nicht symmetrisch sind.
* Die spannungstheoretische Betrachtung, -zählpfeilsysteme, Ersatzschaltbilder usw. hielte ich in einem Abschnitt "Fachtheorie" oder ähnlich für angemessen aufgehoben.
* Die detaillierte Diskussion der Eigenschaften von Dioden und weiteren externen Lemmata sollte aus dem Artikel raus. Wenn sie erwähnt oder neue Begriffe eingeführt werden müssen, dann versucht zunächst die Bedeutung fürs Lemma beim Leser zu etablieren.
* Baut den Artikel vom Lemma her auf (induktiv). Die beste Darstellung eines Themas folgt nicht immer der Vorgehensweise, in der das Thema erarbeitet wurde. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]]12:53, 18. Dez. 2024 (CET)

::Dies ist keine dritte Meinung, sondern die eines Befangenen - speziell zum Kernpunkt der Diskussion, dass z. B. Akkumulatoren zu etwas "Ungewöhnlichem" gehören, für das das Verständnis besonders aufgebaut werden muss, weil alles andere "didaktisch äußerst ungeschickt" wäre.
::Spannungsquellen sind Betriebsmittel in der Elektrotechnik. Sie halten innerhalb betrieblicher Grenzen die Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant. Je nach Typ können sie an diesen Anschlüssen Leistung ''nur liefern'' (aktiver Betrieb, z. B. nichtaufladbare Batterien, Solarzellen, Netzgeräte, Thermoelemente) oder an denselben Außenanschlüssen Leistung ''auch aufnehmen'' (aktiver ''und'' passiver Betrieb, z. B. aufladbare Batterien, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken, einige Arten von rotierenden elektrischen Maschinen, Transformatoren).
::M. E. ist es didaktisch gerade ''nicht'' geschickt, fast den ganzen Artikel lang den falschen Eindruck zu verfestigen, dass Spannungsquellen per Definition Leistungslieferanten seien. Der Preis dafür ist z. B. ein unvollständiges Kennlinienbild (in der drei von vier Kennlinien durch Unvollständigkeit falsch sind), das sich dem Leser einprägt und das er von sich aus nicht vervollständigen kann. Eine vervollständigte, richtige Version des Bildes am Artikelende könnte hier noch etwas heilen, würde aber auch die Frage aufwerfen: Warum nicht gleich richtig?
::Es geht sehr einfach besser, siehe [https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Spannungsquelle&oldid=251183703 Version 12:16, 12. Dez. 2024] oder [https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Spannungsquelle&oldid=251310873 Version 21:11, 16. Dez. 2024] --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:46, 18. Dez. 2024 (CET)
:::Auch eine Meinung.
:::Konkret zu Deiner Frage, ob Spannungs''quellen'' per Definition Leistungs''lieferanten'' sind: ich bin überzeugt, dass der überwiegende Teil der Leser diese Bedeutung mit einer Spannungsquelle assoziiert - ganz ähnlich wie man bei Elektromotoren ja auch nicht als Zweites oder Drittes an rekuperationsfähige Bremsen denkt. Ich bin ebenso überzeugt, dass Wikipedia am wirksamsten Wissen bereit stellt, indem es die Menschen dort abholt, wo ihr Wissen (jedenfalls das von uns erwartete) heute steht, und zunächst mal die Misskonzepte aufräumen sollte (also die Vorstellung dort korrigieren, wo sie nicht durch den Stand der Wissenschaft gestützt ist), bevor sie die Vorstellungen auf noch Unbekanntes erweitert.
:::<s>Warum Du mich allerdings als Befangenen disqualifizierst, kannst wohl nur Du sagen, das gehört auch hier nicht in die Disk. Schreib mir gern was dazu auf meiner Benutzerdisk.</s> (Missverständnis geklärt, [[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] bezog das auf ''seinen'' Beitrag ) Ich hoffe, wir sind uns wenigstens einig, dass der Artikel, insbesondere die wichtige Einleitung, aktuell Deine und meine Vorstellung nicht bedient. Mach doch hier mal einen Vorschlag, wie ein guter Einleitungssatz bzw. Abschnitt aussehen könnte, dann finden wir sicher jeweils gute Aspekte im Vorschlag des jeweils Anderen und schaffen es, den Artikel zu verbessern.
:::Konkret zur Einleitung, aktuell und in der [[Spezial:PermaLink/251310873|Version 21:11, 16.Dez 2024]]: Hier fühle ich mich durch den Bezug zu Schaltungstheorie, Zweipol und Netzwerkanalyse irgendwie überfahren, da sich mir nicht erschließt, warum der Leser für die meisten Seitenaufrufe eine Theorie lernen, analysieren oder Pole zählen müsste. Da wäre IMHO weniger mehr. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 09:04, 19. Dez. 2024 (CET)
:Mir gefällt Alturands Vorschlag für die Einleitung sehr gut. Wenn man noch Batterien und Generatoren als bekannte Beipiele ergänzt, dann erhält der Leser in wenigen Sätzen die wichtigsten Informationen in verständlicher Sprache und er kann sie mit seinem Alltagswissen verbinden - genau das macht m. E. eine gute Einführung aus. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:37, 22. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Alturand|Alturand]] Zuerst danke für deinen fairen Umgang mit meinem missverständlichen "Befangenem".

An die Einleitung habe ich mich bisher nicht herangetraut, um deren Autoren nicht noch mehr zuzumuten. Ich teile deine Auffassung, dass dort der Bezug zu Schaltungstheorie, Zweipol und Netzwerkanalyse nicht angebracht ist. Hier stehen besser reale Ausführungsbeispiele, die erklären, um was für Objekte es im Artikel überhaupt geht. Der Artikel würde darüber hinaus profitieren, wenn Inhalte, die für Leser ohne Theoriekenntnisse verständlich sind, von solchen zur netzwerktheoretischen Modellbildung getrennt wären, z. B. durch separate Kapitel.
Einen Artikelbeginn will ich gern versuchen:
{{Kasten|Spannungsquellen sind elektrotechnische Betriebsmittel. Je nach Typ können sie ''elektrische Energie liefern'' (aktiver Betrieb, z. B. nichtaufladbare Batterien für die Taschenlampe, Solarzellen auf Hauserdächern, Netzgeräte im Labor, Thermoelemente zur Temperaturmessung) oder ''auch aufnehmen'' (aktiver ''und'' passiver Betrieb, z. B. aufladbare Batterien (Akkumulatoren) zur Speicherung von Solarenergie, Akkumulatoren in Mobiltelefonen oder Elektroautos, Motoren in Elektroautos für Antrieb zum Fahren und zur Energierückgewinnung beim Bremsen, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken). Spannungsquellen halten innerhalb betrieblicher Grenzen die elektrische Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant.}}
Gleich noch eine Alternative:
{{Kasten|Spannungsquellen sind elektrotechnische Betriebsmittel, die elektrische Energie liefern können (aktiver Betrieb). Beispiele sind nichtaufladbare Batterien für Taschenlampen, Solarzellen auf Häuserdächern, Netzgeräte im Labor, Generatoren in Kraftwerken. Einige Spannungsquellen können zusätzlich Energie auch aufnehmen (passiver Betrieb). Beispiele dafür sind aufladbare Batterien (Akkumulatoren) zur Speicherung von Solarenergie, Akkumulatoren in Mobiltelefonen oder Elektroautos, Motoren in Elektroautos für Antrieb zum Fahren und zur Energierückgewinnung beim Bremsen, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken).

Spannungsquellen halten innerhalb betrieblicher Grenzen die elektrische Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant.}}
--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 15:11, 19. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 15:37, 19. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 10:03, 21. Dez. 2024 (CET)

:Meine Meinung dazu könnt ihr im Archiv in der Diskussion von 2019 finden. Ich habe immer noch keine Fachliteratur gefunden, in der die Spannungsquelle mit der hier angebrachten Modellerweiterung eingeführt si d. Ich habe in der aktuellen Diskussion keine neue Argumentation gegenüber der Diskussion von 2019 finden können. Bitte neue Argumente liefern oder hier schließen. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 17:33, 21. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Ich suche auch nochmal nach Fachliteratur, welche die Kennlinie der idealen oder linearen Spannungsquelle mit Erzeuger- ''und'' Verbraucherbereich zeigen. Auch Formulierungen, wie "Spannung unabhängig vom angeschlossenen Netzwerk oder Schaltelementen" statt "unabhängig vom angeschlossenen Verbraucher" würde ich notieren. Das wird ein bisschen dauern. Vielleicht kann das Suchergebnis, als neues Argument bewertet, die Diskussion zum Abschluss bringen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:44, 21. Dez. 2024 (CET)

:Ja, wenn du Fachliteratur anführen kannst, die das so darstellt, würde das sehr helfen. Ich habe mir mindestens dreimal die Einführung der Spannungsquelle antun dürfen (Schule, Ausbildung, Studium). Zumindest bei den ersten beiden Malen hätte mir keiner damit kommen brauchen, dass eine Spannungsquelle, die als Energiequelle eingeführt wurde, auch eine Senke sein kann. Ich weiß noch, wie unser Leistungselektronikprof. uns zum Einstieg Diagramme elektroechnischer Grundelemente zeichnen ließ. Ich kann sicher sagen, dass es selbst da noch meinen Horizont überstieg. Wenn man in diesem Artikel irgendwas von dem, was du einführen möchtest, darstellen will, dann bitte nicht einleitend. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 00:07, 22. Dez. 2024 (CET)

::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]]: Hier sind einige Fachliteraturquellen, welche direkt oder indirekt auf den Erzeuger- ''und'' Verbraucherbetrieb von idealen oder linearen Spannungsquellen hinweisen. Unterstreichungen sind von mir eingefügt:
::*Albach<ref>Albach: ''Grundlagen der Elektrotechnik 1'', Pearson Studium 2008, ISBN 978-3-8273-7341-0</ref>: Text in Abschn. 3.2, S. 114: "Für eine solche [ideale] Spannungsquelle gilt: Die Ausgangsspannung ist unabhängig von dem angeschlossenen Netzwerk. Der Strom hängt von dem angeschlossenen Netzwerk ab und stellt sich z. B. im Falle eines ohmschen Widerstandes entsprechend der Beziehung <math>I=U/R</math> ein."
::*Clausert, Wiesemann<ref>Clausert, Wiesemann: ''Grundgebiete der Elektrotechnik'' 1, Oldenburg, 9.Aufl. 2002, ISBN 978-3-486275759</ref> führen in Abb. 2.30, Abschn. 2.4.2, S. 53 die Kennlinie einer linearen Spannungsquelle für den gesamten Stromstärkebereich (beide Vorzeichen) ein.
::*Haase, Garbe, Gerth<ref>Haase, Garbe, Gerth: ''Grundlagen der Elektrotechnik'', Schöneworth, 4. Aufl. 2018, ISBN 978-3-9808805-5-8</ref> stellen in Bild 2.1 in Abschn. 2.1 auf S. 14 die Kennlinie der idealen Spannungsquelle für positive und negative Stromstärken vor.
::*Hambley<ref>Hambley: ''Electric Engineering - Principles and Applications'', Pearson, 6th ed. 2016, ISBN 978-93-325-6330-8</ref> beschreibt auf S.40 die ideale Spannungsquelle mit folgendem Text: "The voltage across the [ideal independent voltage] source is independent of other elements that are connected to it and of the current flowing through it."
::*Nerreter<ref>Nerreter: ''Grundlagen der Elektrotechnik'', Hanser, 3. Aufl. 2020, ISBN 978-3-446-46456-8</ref> in Bild 1.22 Abschn. 1.5.3, S. 34: Kennlinie wie bei Clausert, Wiesemann. Als einziger Autor benutzt Nerreter für Quellen das Verbraucherzählpfeilsystem, vermutlich inspiriert durch Netzwerkberechnungs-Software.
::*Paul<ref>Paul: ''Elektrotechnik und Elektronik für Informatiker'', Band 1, Teubner 1994, ISBN 3-519-02126-9</ref> zeichnet in Abschn, 2.1.1.1, Bild 2.1.1, S.70 die Kennlinie einer (unabhängigen) idealen Spannungsquelle mit textlich markiertem Erzeuger- und Verbraucherbereich.
::*Prechtl<ref>Prechtl: ''Vorlesungen über die Grundlagen der Elektrotechnik.'' Band 1, 2. Aufl. 1994,Springer Wien / New York, ISBN 3-211-82553-3</ref> zeichnet in Abb. 8.9 in Abschn. 8.4 die Strom-Spannungskennlinien der idealen und einer realen Spannungsquelle für positive und negative Stromstärken. In Abb. 8.21 auf S. 123 erfasst er auch die Kennlinie einer linearen Gleichspannungsquelle mit beiden Stromstärkenvorzeichen.
::--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 11:19, 23. Dez. 2024 (CET)
:::Danke für die Auflistung. Jetzt kann ich das schwierig prüfen, da ich die Literatur nicht im Haus habe. Im Haus habe ich ''Philippow: Grundlagen der Elektrotechnik, 10. Auflage, ISBN 3-341-01241-9''. Auf S. 43 Einführung der Spannungsquelle und Aufladung von Elektroden. Ab S. 220 dann Spannungsquelle und Entwicklung ESB mit 1-Quadrantenkennlinie. Behandeln die von dir genannten Werke und Fundstellen Grundlagen? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 11:37, 23. Dez. 2024 (CET)
::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] "Behandeln die von dir genannten Werke und Fundstellen Grundlagen?" Ja, das sind alles "nur" Grundlagenbücher (siehe auch Titel), keine Werke zur theoretischen Elektrotechnik. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 12:03, 23. Dez. 2024 (CET)
:::::Wird in den Werken die Spannungsquelle gleich erweitert eingeführt oder wird erst grundlegend eingeführt und dann erweitert? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 12:19, 23. Dez. 2024 (CET)
::::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Ich habe den Eindruck, dass unser ''Problem mit den Leistung aufnehmenden Spannungsquellen als untypischer Sonderfall'' für die Autoren überhaupt nicht existiert. Alle in den Nachweisen beschriebenen Beispiele, die mit mehreren Quellen und Widerständen modelliert werden, führen mit Kirchhoff auf lineare Gleichungen. Da können die durch Quellen fließende Stromstärken je nach den Werten der Widerstände und Quellenspannungen positiv oder negativ ausfallen und die entsprechende Leistung von der Quelle abgegeben oder aufgenommen werden. Das wird nicht als Thema für weitere Erklärungen angesehen.
::::::Ein Beispiel dafür liefert Albach auf S. 135f mit Abb. 3.30. Er schreibt: “In einem Netzwerk mit mehreren Quellen kann ein Teil der Quellen als Verbraucher wirken, wenn sie nämlich die von anderen Quellen abgegebene Energie aufnehmen. Dieser Zustand ist gewollt beim Nachladen einer Batterie.” Die Leistung einer idealen Quelle wird mit <math>P=U_0I</math> einmal an anderer Stelle angegeben. Dass die Umkehr des Vorzeichens von <math>P</math> wegen Stromumkehr die Umkehr der Leistungsrichtung bedeutet, wird nirgends weiter erklärt. Der Autor hält das wohl für selbstverständlich.
::::::Bei Nerreter entsteht zunächst der Eindruck, dass er der idealen Spannungsquelle nur aktiven Betrieb zutraut, indem er auf S. 33 in Bild 1.20 die Quellenspannungskennlinie nur für Stromstärken eines Vorzeichens zeichnet. Diese Beschränkung ist schon auf der nächsten Seite kommentarlos verschwunden, indem im Bild 1.22 für die Kennline der linearen Spannungsquelle (vgl. meinen letzter Beitrag) die im Hintergrund stehende ideale Kennlinie als unabhängig von ''jedem'' Stromstärkewert vorausgesetzt wird.
::::::Ich habe nicht die Zeit, alle Quellen auf deine Fragestellung hin noch einmal zu untersuchen. Mein Eindruck ist, dass die Autoren keine besondere didaktische Zumutung darin sehen, in der theoretischen Behandlung in Rechenmodellen die ideale - und von dieser weitervererbt - die lineare Spannungsquelle durch ''unbegrenzte Kennliniengeraden'' zu beschreiben. Dass z. B. Akkumulatoren auch aufgeladen werden können, ist ihnen vermutlich ebenso selbstverständlich, wie den meisten von uns.
::::::--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:49, 23. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:58, 23. Dez. 2024 (CET)
:::::::Wir könnten jetzt darüber diskutieren, welche Form der Einführung üblich sei und ich würde zur Einführung mit einem Quadranten tendieren, was dir vermutlich nicht helfen würde, meinen Standpunkt zu verstehen. Vielleicht fang ich bei meinem Standpunkt mal kurz mit [[WP:OMA]] an. Theoretisch müssten wir den Artikel so schreiben, dass ihn jeder Anwalt oder Bäcker versteht. Das ist aktuell nicht der Fall. Ihn einleitend in deinem Sinne zu erweitern, würde die Situation nicht verbessern. Wir leben in einer Gesellschaft, in der es nicht mehr normal zu sein scheint, Energieerzeugung von Energiewandlung unterscheiden zu können. Bei WP wird der übliche Sprachgebrauch verwendet (siehe z.B. [[Stromerzeugung]] und zugehörige Diskussion) und so müssen teilweise sogar physikalische Einordnungen, also die korrekte Darstellungen von Dingen, die uns Gott oder das heilige Spaghettimonster gegeben haben, verteidigt werden. In dieser Situation kommst du jetzt und willst Dinge, die in einfacher Form schon so komplex sind, dass sie im allgemeinen nicht verstanden werden, noch komplexer machen. Ich hatte es oben schon geschrieben: Wenn es unbedingt sein muss, bitte nicht einleitend sondern als erweiternder Abschnitt im Artikel und zusätzlich, nicht weiter, als es die Beleglage zulässt. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 22:54, 23. Dez. 2024 (CET)

Bei einer Überarbeitung des Artikels sollten folgende Fakten beachtet werden:
:(1) Der Artikel [[Spannungsquelle]] behandelt (laut Definition an Anfang) die ''Spannungsquelle in der Schaltungstheorie'', also nur das („nichtkäufliche“) ''Modell'' einer „tatsächlich existierenden“ Spannungsquelle, wie es in der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Theorie der elektrischen Netzwerke]] verwendet wird. Deshalb haben hier beispielsweise die Begriffe [[Spannungsregler |geregelte Spannungsquelle]] oder [[Labornetzteil]] eigentlich nichts zu suchen. Die Missverständnisse diesbezüglich könnte man eventuell durch Umbenennung in [[Spannungsquelle (Schaltungstheorie)]] verringern, wie es auch bei [[Stromquelle (Schaltungstheorie)]] getan wurde. Ein Laie muss einen „Artikel zur Schaltungstheorie der Elektrotechnik“ nicht sofort verstehen. Eine deutliche Abgrenzung zu „tatsächlich existierenden Spannungsquellen“ ([[Elektrische Energiequelle|elektrischen Energiequellen]]) in der Einleitung wäre allerdings vorteilhaft.
:(2) Eine (ungesteuerte oder [[Gesteuerte Quelle|gesteuerte]]) Spannungsquelle (ideal oder real, linear oder nichtlinear, resistiv oder reaktiv) ist zwar ein aktiver [[Zweipol]] bzw. [[Zweitor|Vierpol]], das heißt aber nicht, dass sie immer (!) Energie abgeben muss. Letzterer „Normalfall“ tritt nur bei geeigneter Beschaltung zutage. Schon eine [[Leerlauf (Elektrotechnik)|leerlaufende]] Spannungsquelle gibt keine Energie ab. Werden ''zwei aktive Zweipole'' zusammengeschaltet, dann arbeitet einer als Generator und der andere als Verbraucher – es bleiben aber aktive Zweipole! Bei resistiven Zweipolen lässt sich das gut an ihren sich schneidenden Kennlinien darstellen. Leider wird das in der Literatur selten ausführlich behandelt. Manchmal findet man das Thema unter dem Begriff „Zusammenschaltung von aktiven Zweipolen“ ({{Literatur|Autor=Reinhold Paul|Jahr=1993|Titel=Elektrotechnik 1 – Felder und einfache Stromkreise|Ort=Berlin Heidelberg New York|ISBN=3-540-55753-9|Verlag=Springer-Verlag}}). Für das grundlegende Verständnis ist das nicht vordergründig, aber der Fachmann sollte (wie die obige Diskussion zeigt) damit vertraut sein. Deshalb ist der Abschnitt „Vervollständigung“ durchaus angebracht, wenn auch mit einem „passenderen“ Titel (beispielsweise „Spannungsquelle als Verbraucher“).
:(3) In der Schaltungstheorie treten ''passiv betriebene'' Spannungsquellen meistens in Ersatzschaltungen von nichtlinearen Bauelementen auf. Neben der hier aufgeführten Diode stellen die Ersatzschaltbilder von [[Z-Diode#Ersatzschaltbild|Z-Diode]] und von [[Ersatzschaltungen des Bipolartransistors|Bipolartransistor]] solche Beispiele dar, denn bei der [[Linearisierung#Tangente|Linearisierung]] von nichtlinearen Kennlinien entsteht im Allgemeinen ein konstantes Glied, welches durch eine ideale Quelle repräsentiert werden muss. Ein extremes Beispiel ist das [[en:Two-port_network#Impedance_parameters_(z-parameters)|Ersatzschaltbild eines Zweitors]] mit zwei Widerständen und zwei gesteuerten Spannungsquellen, welches natürlich auch für passive umkehrbare Zweitore aus rein ohmschen Widerständen gilt.
:-- [[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:09, 24. Dez. 2024 (CET)

:Danke für den Input. Wie soll das Beachtung finden? Das hilft in der aktuellen Form in der Diskussion nur bedingt weiter, wenn du es nicht konkretisierst. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 12:35, 24. Dez. 2024 (CET)

== Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung ==

Ich habe als Basis den Vorschlag von Alturand genommen und davor noch ein paar Sätze ergänzt, die an Erklärungen im Buch "Elektrotechnik für Dummies" und die verlinkten Wiki-Artikel angelehnt sind.

{{Kasten|Eine Spannungsquelle hat zwei elektrische Pole mit unterschiedlichen [[elektrisches Potential|elektrischen Potentialen]]. Die Differenz zwischen den beiden Potentialen wird als [[elektrische Spannung]] bezeichnet. Werden die beiden Pole durch ein [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch leitfähiges]] Bauelement miteinander verbunden, fließt ein [[elektrischer Strom]]. Die Spannungsquelle gibt dabei [[elektrische Energie]] an das verbundene Bauelement ab. Verbundene Bauteile, die Energie aufnehmen, nennt man Verbraucher oder Belastung. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind [[Elektrischer Generator|elektrische Generatoren]] und [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]].

Eine ideale Spannungsquelle stellt unabhängig von ihrer Belastung eine konstante elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen her. Ihr Komplement ist die ebenfalls idealisierte [[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]], durch die unabhängig von äußeren Faktoren ein bestimmter Strom fließt. Reale Quellen elektrischer Energie weichen von diesen Idealbildern dadurch ab, dass bereit gestellte Spannung und fließender Strom sich abhängig von der Belastung ändern.}} --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 20:59, 26. Dez. 2024 (CET)

Meine Alternative, die [[Benutzer:Reseka]]s Beitrag berücksichtigt und meine vorigen Versionen ersetzt:
{{Kasten|'''Spannungsquelle (Schaltungstheorie)'''

'''Spannungsquellen''' sind Einrichtungen zur Erzeugung einer [[Elektrische Spannung|elekrtischen Spannung]] mit einem vorgegebenem Wert oder Zeitverlauf. Beispiele sind [[Batterie]]n, [[Akkumulator]]en, [[Solarzelle]]n, [[Elektrischer Generator|Elektrische Generatoren]] in Kraftwerken, [[Steckdose]]n im Haushalt, [[Netzteil]]e zum Aufladen von Mobiltelefonen, [[Notstromaggregat]]e, [[Fahrraddynamo]]s und viele andere. Gegenstand dieses Artikels ist nicht die detaillierte technische Beschreibung dieser Einrichtungen, sondern die mathematische Modellierung ihres Betriebsverhaltens.

Ausgangspunkt ist das theoretische Modell der "idealen Spannungsquelle". Deren Spannung ist unabhängig vom Netzwerk, mit dem sie verbunden ist, d. h. durch sie kann ein beliebiger Strom fließen, ohne ihre Spannung zu beeinflussen.
Der Artikel setzt Grundkenntnisse über elektrische Netzwerke voraus.}}--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:48, 26. Dez. 2024 (CET)

:Danke für deinen Vorschlag, aber lies mal bitte [[WP:Einleitung]]. Dein Vorschlag ist für eine Enzyklopädie leider nicht so gut. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 23:12, 26. Dez. 2024 (CET)
::In beiden Ansätzen gibt es Punkte, die mir gefallen und solche, die mir weniger gut gefallen. Ich bleibe mal bei der gleichen Reihenfolge, wie im Text:
::* der erste Satz gefällt mir in der Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] deutlich besser. Denn er sagt klar, was eine Spannungsquelle ist. Die Einschränkung auf "vorgegebenen Wert oder Zeitverlauf" ist IMHO hier nicht notwendig und sogar falsch, wenn ich bspw. mal an meine Solarpanels denke. Gaaanz präzise gesagt, muss die Spannung dort auch nicht erzeugt werden, sondern es reicht, wenn sie an den Polen "abgegriffen" werden kann bzw. die Spannungsquelle die Spannung dort zur Nutzung bereitstellt.
::* den Übergang zur idealen Spannungsquelle finde ich bei @[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] schöner, naja, den hatte ich ja auch schon nach längerer Überlegung selbst so ähnlich formuliert, ich bin also befangen. In der Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] muss die Meta-Aussage über den Artikel, IMHO nicht sein. Es geht ums Lemma und nicht um die Voraussetzungen, einen Artikel zu lesen. Die Umabhängigkeit der Spannung vom durch die SQ fließenden Strom find ich aber gelungener als meine Phrase "unabhängig von der Belastung".
::* Das Ding mit der Energiequelle oder -senke sollte (nach etwas Nachdenken) vielleicht nicht unbedingt direkt in die Einleitung. Da finde ich auch die Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] eingängiger, weil sie für mein Empfinden präziser auf das Lemma bezogen ist. Hier stört mich die Meta-Aussage auch wieder (s. nächster Punkt)
::* Es gibt die grundsätzliche Frage: Ist eine Spannungsquelle eine (Lemma!) eine theoretische "ideale Spannungsquelle" oder eine praktische mit einer Kennlinie durch 2 (oder 3,4) auf die eine oder andere Art relevante Quadranten. Der aktuelle Artikel beschreibt stärker den ersten Aspekt, die Erwartung der Lesenden dürfte eher den zweiten Aspekt treffen. Da IMHO das Lemma beides abdeckt, sollte der Artikel beides beschreiben und dementsprechend insgesamt neu strukturiert und ausbalanciert werden.
::--[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 09:14, 27. Dez. 2024 (CET)

::::@[[Benutzer:Dermartinrockt]] zu deinem Beitrag 23:12, 26. Dez. 2024 (CET): Deine Meinung könnte hier am besten zur Geltung kommen, wenn auch du einen Einleitungsentwurf vorstelltest.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 10:41, 27. Dez. 2024 (CET)
:::::Der Ursprung der Diskussion, also der Änderungswille, liegt nicht bei mir. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 14:35, 27. Dez. 2024 (CET)
:::Rückmeldungen eingearbeitet und beide Vorschläge kombiniert.

:::Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine [[elektrische Spannung]] bereit. Sie hat zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]] mit unterschiedlichen [[elektrisches Potential|elektrischen Potentialen]]. Werden die beiden Pole durch [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch leitfähige]] Bauelemente miteinander verbunden, fließt ein [[elektrischer Strom]]. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind [[Elektrischer Generator|elektrische Generatoren]] und [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]].

:::Eine ideale Spannungsquelle stellt eine konstante elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen bereit. Diese Spannung ist unabhängig von dem Netzwerk, mit dem sie verbunden ist. Durch die Spannungsquelle kann also ein beliebiger Strom fließen, ohne dass sich die Spannung dadurch ändert. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealbild dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:00, 27. Dez. 2024 (CET)

Ich finde [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebins]] Fassung passend. Im folgenden Kasten nochmal der geringfügig gestraffte Text, (hoffentlich) ohne inhaltliche Veränderung.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine elektrische Spannung bereit. Werden ihre Außenanschlüsse durch elektrisch leitfähige Bauelemente miteinander verbunden, fließt ein elektrischer Strom. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind elektrische Generatoren und Batterien.

Die (erdachte) ''ideale'' Spannungsquelle hat zwei Pole. Sie stellt zwischen diesen eine elektrische Spannung bereit, die unabhängig von dem mit ihr verbundenen Netzwerk ist; d.h. sie hält diese Spannung bei beliebiger Stärke und Richtung des Stroms aufrecht. ''Reale'' Spannungsquellen weichen von diesem Idealbild ab. Ihre Spannung ändert sich mit dem durchfließenden Strom.}}--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 17:00, 27. Dez. 2024 (CET)

:Wieso elektrisch leitfähige Bauelemente? Finde ich in Bezug auf das Modell der idealen Spannungsquelle unpassend. Was spricht gegen "elektrischer Leiter"? Elektrische Bauelemente sind nur eine Teilmenge davon. Selbst bei der realen Spannungsquelle. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 18:40, 27. Dez. 2024 (CET)
::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Sehe ich genau umgekehrt. Wikipedia selber beschreibt einen elektrischen Leiter als Mittel zum Transport von Elektronen mit möglichst geringen Widerstand, was hier eine unnötige Einschränkung wäre. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 19:47, 27. Dez. 2024 (CET)
:::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]]: Das sehe ich wie [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]]. Ein elektrischer Leiter ist kein Bauelement. Er würde die Spannungsquelle allenfalls kurzschließen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:28, 27. Dez. 2024 (CET)
::::Ich halte den Satz für unpräzise: Auch bei einer RLC-Reihenschaltung als Last fließt zeitweise ein Strom obwohl der Kondensator weder als Leiter noch als leitfähiges Bauelement gelten dürfte. Hingegen fließt kein Strom, wenn die SQ mit einer ebenfalls leitfähigen Spannungsquelle gleicher Spannung in Gegenrichtung beschaltet wird.
::::Die Spannungsquelle stellt zwischen ihren Polen/Klemmen eine elektrische Spannung (Potentialunterschied wäre auch wieder falsch, denken wir an Induktion mit ringförmigen E-Feldern) her, als "ideale" Spannungsquelle unabhängig vom durch hinein- oder herausfließenden Strom, ansonsten beschrieben durch ihre Kennlinie. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 21:05, 27. Dez. 2024 (CET)
:::::@[[Benutzer:Alturand|Alturand]] Was folgt daraus? Ich sehe zwei Optionen für die Einleitung: Erstens allgemeinverständlich, also möglichst einfache Begriffe und Vertiefung in einem späteren Abschnitt. Zweitens wie jetzt - Fachbegriffe, die präziser sind, dafür aber durchschnittliche Abiturienten überfordern.
:::::Mein Vorschlag gilt nur für die erste Option. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 21:41, 27. Dez. 2024 (CET)
::::::Ich würde den zweiten Satz so formulieren: Bei Verbindung ihrer Außenanschlüsse mit elektrischen Bauelementen oder einem Netzwerk kann ein elektrischer Strom fließen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:20, 27. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:41, 27. Dez. 2024 (CET)
::::Was ist Strom? Die gerichtete, erzwungene Bewegung freier Ladungsträger in einem elektrischen Leiter. In einem elektrischen Bauelement müssen sich also leitfähige Stoffe befinden. Nenne mir ein elektrisches Bauelement, in dem Stromfluss nicht über irgendeinen elektrischen Leiter erfolgt. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 19:01, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::Der Kondensator! --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:37, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::Und es gibt keinen Stromfluss zum Feldaufbau? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 20:25, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::Beim Bauelement Kondensator verstehe ich den Konvektionsstrom in seinen Zuleitungen nicht als wesentlich für sein Wirkprinzip.
:::::::Was ist falsch an dem Satz: "Bei Verbindung ihrer Außenanschlüsse mit elektrischen Bauelementen oder einem Netzwerk kann ein elektrischer Strom fließen."? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:56, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::Flasch nichts. Was ist ein "Netzwerk"? Mir brauchst du das nicht erklären, aber dem Leser. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:12, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Ich wiederhole die Frage und bitte dich dabei, dir vorzustellen, alle Wörter wie ''Verbindung'', ''Außenanschlüsse'', ''elektrisches Bauelement'', ''Netzwerk'' und ''elektrischer Strom'' seien durch Wikipedia-Links erklärt.
:::::::::Also, was ist falsch an dem Satz? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:31, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::::Wir haben selbst zu Beginn der gesamten Diskussion nicht daüber diskutiert, dass was falsch ist. Es geht um Verständlichkeit. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:44, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Der wesentliche Punkt ist aus meiner Sicht, dass der Begriff mehrdeutig verwendet wird. Du meinst den Gegensatz zum Isolator. Beispielsweise https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/elektrische-leiter definiert ihn anders. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 19:46, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::Es gibt Leiter und Nichtleiter (Isolator)? Egal. Das Ding ist, das eine reale Spannungsquelle alles mögliche sein kann und auch ein Leiter. Den idealen Nichtleiter gibt es in Realität nicht, sodass bei genug Spannung theoretisch alles zum Leiter werden kann. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 20:32, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::Kannst du den Satz: "Das Ding ist, das[s] eine reale Spannungsquelle alles mögliche sein kann und auch ein Leiter." an einem Beispiel für ''Spannungsquelle'' und für ''Leiter'' erklären. Vielleicht erkenne ich dann auf den zweiten Blick, dass er gar nicht absurd ist. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:07, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::"Absurd" ist kein Argument. Sag, was du an meinem Standpunkt nicht verstehst. Es gibt reale technische und natürliche Spannungsquellen und im Zusammenhang damit alles mögliche an Leitern. Was muss ich dazu noch erläutern, damit klar wird, was ich meine? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:11, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Dass eine Spannungsquelle oder ein Leiter alles Mögliche sein kann, ist nichtssagend. Es ist das Ziel des Artikels, die Spannungsquelle zu erklären. "Alles Mögliche" reicht dafür nicht. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:35, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::::Worauf bezieht sich deine Aussage? Es ging mal um elektrische Leiter und eletrische Bauelemente und was von was eine Teilmenge sei. Wir können es an dieser Stelle sein lassen. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:46, 28. Dez. 2024 (CET)
Hier noch ein überarbeiteter Vorschlag, der auch auf Gleich- und Wechselspannung eingeht, einen typischen Anwednugsfall enthält und am Ende in die Formulierungen aus dem aktuellen Artikel übergeht.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine [[elektrische Spannung]] bereit.
Sie hat zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Eine [[Gleichspannung]]squelle erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel. Ein bekanntes Beipiel hierfür ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]. Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist ein [[elektrischer Generator]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt.

Im Idealfall hängt die Spannung, die die Spannungsquelle bereit stellt, gar nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab. Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt.
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

usw...

:}} --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 14:15, 30. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]]: Ich finde deinen Vorschlag gut. Wenn du meine Änderungen vor "Diese erzeugt am Minuspol..." unpassend findest, können sie auch wieder weg. Hier die ganze Einleitung.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt [[elektrische Spannung]] bereit.
In der Ausführung als [[Gleichspannung]]squelle hat sie zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Diese erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel. Ein bekanntes Beipiel hierfür ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]. Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist ein [[elektrischer Generator]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt.

Im Idealfall hängt die Spannung, die die Spannungsquelle bereit stellt, gar nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab. Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt.
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

Eine Spannungsquelle dient vorzugsweise als [[elektrische Energiequelle]], die abhängig vom angeschlossenen Verbraucher elektrischen Strom liefert, dabei aber nicht mit einer ''[[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]]'' (siehe [[#Zusammenhang|unten]]) verwechselt werden darf. Ferner kommt sie als Lieferant von [[Elektrisches Signal|elektrischen Signalen]] vor.

Eine Spannungsquelle kann auch ein Gegenstand sein, der lediglich ein [[elektrisches Feld]] erzeugen kann, dabei aber nur kurzzeitig oder in nicht verwertbarem Umfang zur Stromabgabe fähig ist.}} --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:10, 30. Dez. 2024 (CET)

:Bitte erkläre den Zweck deiner Änderung. Ich verstehe sie nicht. Jede Spannungsquelle hat zwei Pole, nicht nur die Gleichspannungsquelle. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 18:14, 30. Dez. 2024 (CET)
::Die in der Einleitung erwähnten Generatoren haben mehrheitlich drei oder vier Pole, weil sie Drehstron liefern. Mit der Änderung will ich Einwänden von Besserwissern, Bedenkenträgern und Filibustern zuvorkommen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:12, 30. Dez. 2024 (CET)

Diskussion:Elektromotorische Kraft

2024-12-30T19:03:56Z

Modalanalytiker: /* Gegenvorschlag */ Antwort

== ΔG ==

Ich bin nur Chemie-Nebenfach-Student, aber die Definition von (Delta)G ist im Mortimer nicht freie Enthalpie, sondern freie '''Reaktions'''enthalpie. Könnte jemand mit Fachwissen dies bitte kontrollieren?!

:Ja, ΔG wird mal [[freie Enthalpie]], mal [[freie Reaktionsenthalpie]] und mal [[Gibbs-Energie]] genannt. Je nachdem was man verwendet, wird dem G ein tiefergestelltes R angefuegt. Das symbolisiert das Wort "Reaktions-". Da Gibbs-Energien aber immer zu Reaktionen gehoeren, ist das evtl. redundant, sollte sich mal einer dazu aeussern, ders richtig drauf hat ;) Wenn dem G ein "°" folgt, dann ist damit der "Standard" gemeint, also dass dieser Wert unter Standardbedingungen gilt. Das Δ sagt dir, dass es sich um eine Aenderung der Gibbs-Energie handelt. Alles in allem ist es leider so, dass all das selten beruecksichtigt wird und man so manchmal ΔG, nur G oder auch mal ΔG°(tiefgestelltes R) benutzt wird und immer das selbe gemeint ist.--[[Benutzer:Hintze|Hintze]] 14:35, 21. Jul. 2007 (CEST)

Wie leitet sich der Zusammenhang zwischen freier Reaktionsenthalpie und Elektromotorischer Kraft her??-> ΔG = - n F EMK ??? (''nicht [[Hilfe:Signatur|signierter]] Beitrag von'' [[Spezial:Beiträge/2.206.132.53|2.206.132.53]] ([[Benutzer Diskussion:2.206.132.53|Diskussion]]) 17:09, 19. Jan. 2012 (CET)) 

== Richtig? ==

:edit on: Die elektromotorische Kraft (Abkürzung EMK) ist die historische Bezeichnung für die stromlos gemessene Klemmenspannung einer Galvanischen Zelle oder allgemein einer jeden Spannungsquelle. :edit off:

Ist nicht die EMK die historische Bezeichnung der Leerlaufspannung oder Urspannung U0 (oder auch Quellenspannung UQ)?

::verstehe ich das richtig, dass hier zwei mal die gleiche aussage getroffen wird? leider fehlt sowohl signatur (und damit zeitangabe) als auch struktur, sodass man nicht nachvollziehen kann, was zuerst da stand. in der reihenfolge hier gibts doch keinen sinn. aber um die frage zu beantworten: die EMK ist tatsaechlich die stromlos gemessene Klemmenspannung bzw. "Leerlaufspannung" oder "Urspannung" (obwohl ich beide begriffe noch nie gehoert habe). aber da es ja bereits korekt in der einleitung des artikels steht, ist ja alles in ordnung. wollte nur diese diskussion.. "strukturieren" ;) --[[Benutzer:Hintze|Hintze]] 14:21, 21. Jul. 2007 (CEST)
:::ja. - hier noch etwas genauer: es ist die Urspannung, jedoch nur dann auch die Leerlaufspannung, wenn es im Element / im Generator nicht noch andere parallele Strompfade gibt (Leckströme), wodurch die Leerlaufspannung niedriger als die Urspannung sein kann.--[[Benutzer:Ulfbastel|Ulfbastel]] 09:39, 28. Apr. 2008 (CEST)

== Fehler ==

Meines Erachtens hat die "Gegen-EMK" nichts auf dieser Seite Elektrochemie zu suchen. 27.4.2008. -->
Seite muss überarbeitet werden.(vorstehender unsignierter Beitrag stammt von [[Spezial:Beitr%C3%A4ge/84.160.167.163]].--[[Benutzer:Ulfbastel|Ulfbastel]] 09:34, 28. Apr. 2008 (CEST))
:es handelt sich nicht um eine Seite Elektrochemie, sondern um eine über die EMK. Die Elektrochemie ist nur ein Beispiel dafür. Die EMK von Elektromotoren wird als Gegen-EMK bezeichnet, weil sie dem Stromfluss im Motor entgegenwirkt. Vom Prinzip her ist sie ebenfalls eine EMK.--[[Benutzer:Ulfbastel|Ulfbastel]] 09:34, 28. Apr. 2008 (CEST)
:: Der Artikel hat in der Tat weder mit Elektrochemie noch mit elektrischer Messtechnik (ursächlich) etwas zu tun, sondern erklärt den Begriff nur an diversen Beispielen. Habe mir daher erlaubt die Kategorien an den Artikelinhalt anzupassen.--[[Benutzer:Wdwd|wdwd]] 17:43, 22. Mär. 2009 (CET)

== Warum überhaupt der Begriff EMK? ==
Im Artikel fehlt die Begründung, warum überhaupt der Begriff EMK eingeführt wurde: Im stationären elektrischen [[Strömungsfeld]] ist generell das [[Kurvenintegral#Wegunabhängigkeit|Umlaufintegral]] über die elektrische Feldstärke immer 0. Deshalb gibt es (rein elektrisch gesehen) eigentlich keine Ursache für einen Stromfluss. Dieser muss also durch „nicht elektrische Felder/Kräfte“ (Chemische Energie, magnetische Induktion, Thermoelement, Fotoelement) hervorgerufen werden. Und genau diese nicht elektrischen Quellen werden durch die EMK als Urspannung in den Stromkreis bzw. das Integral gebracht. Dass die Größe der EMK gleich der Leerlaufspannung ist, ist dann nur noch eine Folge des Ganzen. In der Praxis der Berechnung elektrischer Netzwerke kann man deshalb auf den Begriff der EMK generell verzichten, so dass er heute meist nur pädagogischen Wert in den anfänglichen Grundlagen der Gleichstromtechnik hat (siehe z.B: Lunze, Einführung in die Elektrotechnik, Verlag Technik 1991, ISBN 3341009809). --[[Benutzer:Reseka|Reseka]] 23:43, 6. Dez. 2010 (CET)

: Hi Reseka, Thema wäre Technikgeschichte (tlw. mit Bezug zur Naturwissenschaft/Physik) und deren Begriffsbildung und Begriffsveränderungen über die Zeit. In 1. Auflage von Küpfmüller (Einführung in die theoretische Elektrotechnik) aus 1932 findet sich die EMK als, Zitat von Seite 9:

:: ''Nennt man die Summe der einzelnen Widerstände über den ganzen geschlossenen Kreis R, so ergibt sich für den Spannungsverbrauch wieder Gl. 15. [Anm: Ohmsches Gesetz]. Man stellt sich nun vor, daß im Inneren der Stromquelle eine Kraft tätig ist, die den gesamten Spannungsverbrauch des Kreises deckt, und die als Ursache des elektrischen Stromes angesehen werden kann. Diese Kraft, E=U, heißt elektromotorische Kraft (EMK) ...''

:Man beachte die damals gebräuchlichen und heute unüblichen Begriffe wie "Spannungsverbrauch". Auch der Begriff "Stromquelle" ist hier anderes als heute üblich zu verstehen. Die Kraft ist im Prinzip die Coulomb-Kraft.

:In neueren Auflagen von Küpfmüller wie 18. Auflage aus 2008 findet man dann die EMK gar nicht mehr (wie auch in zig anderen neueren Fachbüchern) In Physikbüchern (tlw. Elektrochemie) hat sich der Begriff EMK noch etwas länger gehalten, wie es auch bei einigen anderen Bezeichnungen und der Nomenklatur zwischen Physik und (Elektro)technik kleinere Abweichungen gibt. Im Prinzip ist das aus der Technikgeschichte heraus interessant. Wäre auch für den Artikel. Vielleicht findet sich 40 Jahre davor, so 1880 - 1895 herum z.b. bei Oliver Heaviside und der "Electromagnetic Theory" und Umfeld noch mehr, da muss ich noch suchen/stöbern. --[[Benutzer:Wdwd|wdwd]] 21:08, 23. Dez. 2011 (CET)

::Hi [[Benutzer:Wdwd|wdwd]]. Der Begriff EMK ist keineswegs immer identisch mit der Quellenspannung, das mag bei Akkuzellen so sein, aber was ist schon hier allein dann, wenn sie geladen werden? Hier entsteht ein (weinichtmehrwieesheißt) Potential, welches sich nach der Ladung wieder langsam zurückbildet. Gleiches bei Opferanoden. Fragt also bitte die Elektrochemiker, ehe ihr hier aufräumt. Und noch prägnanter bei elektrischen Maschinen: Ein Frequnezumrichter wertet zum Beispiel die Gegen-EMK des angeschlossenen Asynchronmotors aus, um ihn besser steuern zu können (Vektorsteuerung). Sollte man sowas nun als Quellenspannung bezeichnen??? Gleiches bei Schrittmotoren: wenn die schnell laufen, verlieren sie wegen der Gegen-EMK an Drehmoment, weil der Strangstrom '''sinkt'''. und by the way: was die Normen sagen, ist doch der Physik egal. Das sind private Ansichten und dürfen daher gern erwähnt, nicht jedoch als Nabel der Welt aufgefasst werden.
::Hi [[Benutzer:Reseka|Reseka]], deine eingehende Erläuterung ist bis zur Mitte sehr korrekt und übernehmenswürdig, nur die nachfolgende Schlussfolgerung ist es nicht. Was für reale diskrete Netzwerke meistens gilt, muss nicht für Motoren gelten (siehe vor). Man hat Ersatzschaltbilder und man braucht die EMK u.a. für die Berechnung eines Motortreibers, und sie ist ja auch u.a. bei Gleichstrom- und Schrittmotoren nicht ohne Grund in deren Datenblättern angegeben. Würde man sie dort nun auf einmal anders nennen, wüsste kein Mensch was gemeint ist.--[[Benutzer:Ulfbastel|Ulf]] 13:29, 19. Feb. 2021 (CET)

== Mangelhafter Inhalt ==

Ich bin auf diese Seite gekommen, weil ich mich als Maschinenbaustudent gerade mit Physik beschäftige. Leider liefert diese Seite überhaupt keinen Beitrag zur physikalischen Sicht der EMK (sofern man denn Physik und Chemie als eigene Wissenschaften unterscheidet).

Mir fehlen da insbesondere Formeln im Zusammenhang mit der Lorentzkraft, Theorie bezüglich Magnetfelder und Induktion sowie einer eindeutigen Definition.
Gruss Alex [[Spezial:Beiträge/62.203.156.207|62.203.156.207]] 19:31, 20. Nov. 2011 (CET)

== Abschnitt Allgemeines ==
Habe mir erlaubt [http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Elektromotorische_Kraft&action=historysubmit&diff=97474035&oldid=96839241 folgenden Abschnitt] wegen inhaltlichen Mängeln zu entfernen, einige Punkte daraus:

#Vermischung Begriffe Kraft (historischer Bezug) mit elektr. Spannung. Steht schon in der Einleitung.
#Ein Voltmeter ist per Definition hochohmig. (im Idealfall unendlich hoher Innenwiderstand).
#Vermischung mit dem Begriff Druck (Kraft pro Fläche). Da das immer mehr ins Unverständlich abgleitet folgen dubiose Beispiele mit dem Bewässern von Pflanzen und allerlei (mehr oder weniger verständlich/unverständliche) Trivialitäten.

-> Begriff Quellenspannung statt EMK ist auch in der Elektrochemie (und auch in der Fachliteratur immer mehr üblich). Generell ist es weniger verwirrend, den Begriff EMK (*Kraft) zu vermeiden und Quellspannung zu nehmen. Verständnisschwierigkeiten werden auch durch diese (historisch bedingten) Begriffsvermischungen mit ausgelöst. Rest und Inhalt ist unter [[Quellenspannung]], hier in diesem Artikel sollte der historische Konnex betont sein. Dieser Artikel wäre was für eine Kategorie "Geschichte der Elektrotechnik".--[[Benutzer:Wdwd|wdwd]] 20:33, 23. Dez. 2011 (CET)

::EMK ( engl. [https://en.wikipedia.org/wiki/Electromotive_force emf] ) ist eine kurzform für '''unbelastete''' Quellenspannung (eine Spannung, die oft genug nicht gemessen werden kann, ich errechne sie zumindest oft), die Spannung einer idealen gedachten Spannungsquelle. Ich benutzte ''emf'' in englischen Texten sehr gerne.
::Ob es sinnvoll war, den abschnitt zu entfernen?? Werde ich noch überdenken, steht einiges interessantes drin, auch die Analogien. In Kraft zu denken ist gar nicht so falsch. Die sieht man nicht, wirkt sich merkbar vielleicht gar nicht aus, ist aber da.

::--[[Benutzer:AK45500|AK45500]] ([[Benutzer Diskussion:AK45500|Diskussion]]) 21:24, 3. Sep. 2018 (CEST)

== Irreführende Erklärung von Induktion ==

Der Satz "Bewegt sich ein elektrischer Leiter quer durch ein Magnetfeld, wird in ihm eine elektrische Spannung induziert; sie ist umso höher, je schneller die Bewegung ist." im Abschnitt "Elektromotoren und Generatoren" ist meines Erachtens eine sehr irreführende bis falsche Darstellung von elektromagnetischer Induktion. Die induzierte Spannung ist proportional zur zeitlichen Änderung des magnetischen Flusses durch die Leiterschlaufe. Das Szenario im genannten Satz ist z.B. falsch wenn es sich um ein homogenes Magnetfeld ändert. Mehr dazu hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Induktion

: Wäre dafür den Abschnitt "Beispiel" samt Unterkapitel gänzlich zu entfernen und durch kurzen Abriss mit einigen Wikilinks zu betreffenden Zielartikel zu ersetzen. Weil:
:* es sich bei der EMK um einen historischen Begriff handelt, der heute kaum/nicht mehr verwendet wird (wie auch in Einleitung erwähnt/referenziert). Die übliche heutige Begriff ist Quellenspannung (Leerlaufspg.)
:* inhaltliche Fehler darin sind, wie der von Dir erwähnte Punkt
:* Aus Redundanzgrunden/Übrschneidungen mit anderen Artikel und deren Inhalten.
:* Abschnitte die inhaltlich weiter gehen, in die dafür passenden Artikel verschieben: z.b. der Abschnitt über das Daniell-Element in den Artikel [[Daniell-Element]] aufnehmen.
:Gibt es Anmerkungen/Einwände dazu?--[[Benutzer:Wdwd|wdwd]] ([[Benutzer Diskussion:Wdwd|Diskussion]]) 20:51, 15. Jul. 2017 (CEST)

::Hi, ich habe bereits weiter oben eben erläutert, weshalb Quellenspannung etwas anderes sein kann als EMK. Stellt euch diese Leiterschleife vor, wenn sie '''in Gegenrichtung''' der Kraft, die sie durch die Lorentz-Kraft erfährt, bewegt wird. Das ist analog dazu, wenn ich einen unter Strom stehenden Motor ''entgegen'' seines Drehmomentes ''rückwärts'' drehe. Der Stromfluss aus der speisenden Quelle wird sich gegenüber Stillsstand des Motors '''erhöhen''', und zwar ''wegen'' der EMK des Motors. Nirgendwo taucht jedoch die das verursachende EMK als (Quellen)Spannung auf! Um sie zu messen, müsste ich den Motor von dessen Speisung abklemmen und ganz fix (also ehe seine Magnetisierung zusammenbricht) dessen Klemmenspannung messen. Aber bitte erst, wenn die Selbstinduktion abgeklungen ist... Ist also fast unmöglich.--[[Benutzer:Ulfbastel|Ulf]] 13:40, 19. Feb. 2021 (CET)

== Zweiter Satz, Elektromotor ==

Der zweite Satz, "Auch die in den Wicklungen eines Elektromotors oder Generators durch Drehung induzierte Spannung wird EMK genannt" ist korrekt, aber zu dieser Bedeutung enthält der Artikel dann nichts weiter, oder? Das verwirrt.--[[Spezial:Beiträge/2A02:908:5A4:B000:40BF:32A:5D60:AF19|2A02:908:5A4:B000:40BF:32A:5D60:AF19]] 14:07, 7. Nov. 2021 (CET)

== Lemma “Quellenspannung” ==

Da “Elektromotorische Kraft” ein wirklich sehr veralteter Begriff ist, sollte das Lemma “Quellenspannung” heißen. — [[Benutzer:Wassermaus|Wassermaus]] ([[Benutzer Diskussion:Wassermaus|Diskussion]]) 17:22, 18. Nov. 2024 (CET)

:Am Ende des Artikels ist nachzulesen: ''Die Aussage, ''EMK'' sei eine veraltete Bezeichnung für ''Quellenspannung'', suggeriert, es handele sich um Synonyme für dieselbe physikalische Größe. Das ist nur soweit richtig, als EMK und Quellenspannung betragsgleich sind. Ihre Richtungen sind ''entgegengesetzt'' und ihre Definitionen fußen, wie oben dargestellt, auf verschiedenen Feldgrößen. In einer hydraulischen Analogie entspricht die EMK der Druck''erzeugung'' einer Pumpe und die Quellenspannung dem (vermeintlichen) Druck''abfall'', den man an der Pumpe von der Druck- zur Saugseite misst.''
:''Die EMK treibt einen elektrischen Strom in ihrer Richtung an, die Quellenspannung entgegen ihrer Richtung.''
:Dieser Unteschied verbietet es m. E., ''EMK'' und <math>U_Q</math> als gleiche Größen anzusehen. Noch eine Analogie zur Plausibilitätsklärung: Steigung und Gefälle sind auch nicht dieselbe Größe. Im englischen Schrifttum ist die ''EMK'' als ''EMF'' gegenwärtig, nicht veraltet. Deshalb bitte den Artikel nicht umbenennen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 12:29, 19. Nov. 2024 (CET)

:: Oha! Das ist ja ein Ding. Aber dann haben wir ein anderes Problem. In der Einleitung steht, EMK und QS seien Synonyme. Genau das steht auch den References (immerhin IEC!). Und ganz unten steht plötzlich sinngemäß "nee, is nich". Und wörtlich "nur insofern richtig, als [...] betragsgemäß gleich." Ja was denn nun? In der Zusammenfassung oben darf nicht das Eine stehen und unten dann das Gegenteil. Das muss richtiggestellt werden!! Inhaltlich hört sich das für mich übrigens so an, dass sie sehr wohl dasselbe sind, nur mit unterschiedlicher Vorzeichenkonvention (Stchwort: [[Zählpfeil]]). Oder? - [[Benutzer:Wassermaus|Wassermaus]] ([[Benutzer Diskussion:Wassermaus|Diskussion]]) 19:29, 19. Nov. 2024 (CET)

:::Im Internationalen Elektrotechnischen Wörterbuch (IEV) werden beide Bezeichnungen als gleichwertig nebeneinander gestellt (bis auf die Tatsache, dass EMK abzulehnen ist). Die hydraulische Analogie sehe ich hier mangels klarer Definitionen als überfordert an. Wieso die Quellenspannung einen Strom in anderer Richtung antreibt als die Spannung einer jeder Quelle, ist nicht einzusehen. Da muss wohl der Artikel gründlich entrümpelt werden. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 17:15, 20. Nov. 2024 (CET)
::::Wenn man ausschließlich Netzwerke mit konzentrierten Bauelementen in den Blick nimmt, kommt man gut mit der Quellenspanung aus. Sie ist, wie eine Widerstandsspannung, als Potentialdifferenz definiert und aus der außerhalb der Quelle existierenden elektrischen Feldstärke definiert. Die Umlaufspannung einer Masche ist dann gleich null.
::::Bei Interesse auch an Vorgängen im Inneren der Quelle, also bei eher physikalischer Sicht, wird die stromtreibende Wirkung einer Quelle formal aus einer eingeprägten (inneren) elektrischen Feldstärke erklärt. Die Umlauf-EMK in einer Masche ist gleich der Summe der EMK und diese wertgleich der Summe der Widerstandsspannungen. Das ist im Abschnitt ''Feldtheoretische Einordnung'' im Einzelnen erläutert, ebenso in der englischen Wikipedia unter ''Electromotive force'', dort in den Abschnitten ''Formal definitions'' und ''Distinction with potential difference''.
::::An dem Artikel würde ich den ersten Satz wie folgt ändern:
::::Die '''elektromotorische Kraft''' (EMK) (engl. ''Electromotive Force (EMF)'') ist eine historisch gewachsene Bezeichnung für die im Vorzeichen verschiedene '''Quellenspannung''' einer elektrischen [[Spannungsquelle]]. Die beiden Begriffe fußen auf unterschiedlichen Feldgrößen. Synonyme für ''elektromotorische Kraft'' sind ''Urspannung'' oder ''innere Spannung''. Die Quellenspannung wird überwiegend in der Netzwerktheorie verwendet, die EMK im übergeordneten physikalischen Kontext. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:44, 20. Nov. 2024 (CET)

::::: Ich kapiere es leider immer noch nicht. Ich nehme eine aufgeladene Blei-Säure Batterie (also Autobatterie, aber nur eine Zelle). Zwischen Pluspol (P) und Minuspol (M) messe ich 2 Volt. P und M sind 10 cm auseinander, die außen gemessene Feldstärke ist 20 V/m (ich hab mal angenommen, die Pole sind wie Kondensatorplatten geformt). Das E-Feld hat die Richtung von P nach M.
::::: Was ist nun die QS? Was ist die EMK? Wie groß sind sie und wie unterscheiden sie sich? — [[Benutzer:Wassermaus|Wassermaus]] ([[Benutzer Diskussion:Wassermaus|Diskussion]]) 23:59, 20. Nov. 2024 (CET)
::::::Die EMK existiert nur innerhalb der Zelle, wo die Kräfte aktiv sind, die auf die Elektronen wirken. Wenn man den Bezugspfeil der EMK von M nach P festlegt, ist sie 2 V. Die Quellenspannung ist das Linienintegral der elektrischen Feldstärke, das außerhalb der Zelle auf einem beliebigen Weg von einem Pol zum anderen zu bilden ist. Wenn man den Bezugspfeil beibehält, ist sie -2 V. Bei entgegengesetzter Wahl des Bezugspfeils kehren sich die Vorzeichen um. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 09:42, 21. Nov. 2024 (CET)
::::::: Das Vorzeichen scheint also eine Frage der Konvention zu sein, ggf für QS und EMK separat oder? Das würde dann zu der zweiten (länglichen) Gleichung im Kapitel "Feldtheretische" Einordnung passen, wo steht: <math display="inline">V=\int {}^e\!\vec E\mathrm{d}\vec s= \ldots =\ldots =U_Q</math> (mit identischem Vorzeichen). [[Benutzer:Wassermaus|Wassermaus]] ([[Benutzer Diskussion:Wassermaus|Diskussion]]) 22:12, 21. Nov. 2024 (CET)
::::::::Das Vorzeichen ''ist'' eine Konventionsfrage. In der länglichen Gleichung kommt es auf die Integrationswege an, die die ''Bezugs''richtungen formulieren. Vielleicht wird die Sache deutlicher, wenn man nicht mit Bezugsrichtungen jongliert, sondern den jeweiligen ''konventionellen Richtungssinn'' von ''V '' und ''EMK'' beachtet. Der geht für <math>U_Q</math> von P nach M und für <math>V</math> von M nach P. Die Gleichung <math>V=U_Q</math> besagt nicht, dass die Größen identisch ("synonym") sind. Die Vorzeichengleichheit ist lediglich eine Folge der unterschiedlich gewählten Bezugsrichtungen. Bei einheitlicher Bezugsrichtung gilt <math>V=-U_Q</math>. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:55, 21. Nov. 2024 (CET)

:Ich würde jede Formulierung vermeiden, die ein Unterschied zwischen EMK und Quellenspannung herausstellt und sich damit gegen die IEC-Darstellung wendet. Das kann nur böses Blut erzeugen und steht WP nicht zu. Beide Bezeichnungen sind gleichwertig. Nur wird nach meiner Einsicht heute üblicherweise Spannung vom Pluspol zum Minuspol gezählt, während in alter Literatur zur EMK die Zählrichtung eine andere war, siehe Bild zur „Feldtheoretischen Einordnung“. Nur die Zählrichtung ergibt einen Vorzeichenunterschied. Da braucht man nicht so kompliziert mit Integrationswegen zu kommen. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 10:58, 22. Nov. 2024 (CET)

:: Dasselbe wollte ich gerade auch vorschlagen. UQ und EMK sind offenbar beide die Potentialdifferenz zwischen P und M und müssen daher identisch sein. Man könnte dann evtl hinzufügen, dass man a) bei EMK die Felder innerhalb und bei UQ die Felder außerhalb betrachtet, aber das Ergebnis dasselbe ist (wenn dem wirklich so ist) und b) dass es auch eine (ältere?) Konvention gibt, bei der die Vorzeichen entgegengesetzt ist.
:: Wovon ich dringend abraten würde ist den Satz „ Die Aussage, EMK sei eine veraltete Bezeichnung für Quellenspannung, suggeriert, es handele sich um Synonyme für dieselbe physikalische Größe.“ beizubehalten. „Suggeriert“ und „sei dieselbe physikalische Größe“ ist ziemlich starker Tobak. Der wäre angebracht bei eklatanten Unterscheidungen wie „Temperatur ist eine andere Größe als Wärme“. Der Absatz kann komplett weg. — [[Benutzer:Wassermaus|Wassermaus]] ([[Benutzer Diskussion:Wassermaus|Diskussion]]) 13:16, 22. Nov. 2024 (CET)
:::@[[Benutzer:Wassermaus|Wassermaus]]: Es ist mir neu, dass die EMK als Differenz eines Potentials anzusehen ist. Kannst du Quellen für diese Sicht nennen? Das wird schwierig sein, weil die ''eingeprägte'' elektrische Feldstärke, anders als <math>\vec E</math>, rotationsbehaftet ist.
:::<nowiki>@</nowiki>AlleBenutzer: Noch eine Analogie als Werbung für die Beibehaltung des EMK-Begriffs. Eine Birne am Baum ist dem Gravitationsfeld der Erde <math>\vec g</math> ausgesetzt, zu messen in N/kg=m/s^2. Wenn der Apfel herunterfällt, erfährt er die Beschleunigung <math>\vec a=\vec g</math>. Diese Gleichheit in Betrag und (sogar) Richtung überzeugt mich nicht, <math>\vec g</math> und <math>\vec a </math> als identische physikalische Größen zu verstehen, von denen eine überflüssig ist. Die erste ist die Ursachen-, die zweite die Wirkungsgröße.
:::
:::Wenn ein nobler internationaler Standard es anders darstellte, würde mich das nicht umstimmen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 15:06, 22. Nov. 2024 (CET)

:::: Unumstimmbarkeit ist problematisch. Analogien auch. Aber bleiben wir bei Newtons Apfel: Wir haben die Gravitationskraft <math>\vec F_G = m\cdot \vec g</math>, und die ist die Ursache dafür, dass der Apfel mit Beschleunigung <math>\vec a</math> fällt. (Ich weiß, mit ART ist das anders, bleiben wir einen Moment beim guten alten Newton.) Also halten wir fest: 1) <math>\vec a = \vec g</math>, 2) <math>\vec F_G</math> ist die Ursache, <math>\vec a</math> ist die Wirkung. Da sind wir uns, glaube ich, alle einig.
:::: Was aber ist nun <math>\vec g</math>? Die Ursache (also <math>F_G/m</math> bzw <math>\tfrac{G\cdot M_\text{Erde}}{R^2_\text{Erde}}</math>)? Oder die Wirkung, d.h. einfach eine andere Schreibweise <math> g \equiv a_\text{grav}</math>? IMHO Letzteres (das sehe ich also anders als du)

:::: Ist also EMK die Ursache ("das was drinnen passiert" - Chemie, Magnetfeld, resultierend in einer "eingeprägten Feldstärke")? Oder das was als Wirkung (in Form von Quellenspannung) rauskommt? Mir scheint das ist, genauso wie <math>\vec g</math> Geschmackssache. Die IEC hat sich offenbar für Wirkung entschieden. Aber es gibt offenbar auch die andere Meinung (v.a. bei denen, die die Konvention des umgedrehten Vorzeichens pflegen). [[Benutzer:Reilinger|Reilinger]] ([[Benutzer Diskussion:Reilinger|Diskussion]]) 16:37, 22. Nov. 2024 (CET)
:::::@[[Benutzer:Reilinger|Reilinger]]: Analogien sind nicht das Original und geben nur Plausiblitätshinweise, die auch in die Irre führen können. Da bin ich auf deiner Seite. Ich komme zur weiteren Klärung auf deinen folgenden Textabschnitt zurück:
:::::''Ist also EMK die Ursache ("das was drinnen passiert" - Chemie, Magnetfeld, resultierend in einer "eingeprägten Feldstärke")? Oder das was als Wirkung (in Form von Quellenspannung) rauskommt?''
:::::Wenn ich die zweite Frage ohne Veränderung des Inhalts umformuliere, steht da: "Oder ist die Ursache das was als Wirkung (in Form von Quellenspannung) rauskommt?". Das verwirrt mich, weil du im Satz davor die Rollen schon verteilt hast. Kannst du das näher erläutern?
:::::@AlleBenutzer: Die wichtigere Frage, um die es m. E. in dieser Diskussion geht, ist: Soll der Artikel in Quellenspannung umbenannt und die EMK als veralterter synonymer Begriff abgetan werden. Das würde die unterschiedliche Natur der beiden Begriffe ignorieren. Das stört Fachleute, die sich auf Netzwerktheorie fokussieren, sicher nicht, sehr wohl aber jene, die auch die Theorie der Elektrizität einschließlich feldtheoretischer Vorstellungen ernst nehmen. Abschließend weise ich auf die im Artikelabschnitt ''Feldtheoretische Einordnung'' zitierten (nicht veralteten) Einzelnachweise hin. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:07, 22. Nov. 2024 (CET)
::::::Eingeschobener Entwurf für die Artikeleinleitung (unabhängig vom gerade aktuellen Teilthema):
::::::Die '''elektromotorische Kraft''' (EMK, engl. ''Electromotive Force EMF'') ist die Energie pro Ladungselement, gemessen in Volt, welche ihm in elektrochemischen Zellen, in magnetfeldbasierten elektrischen Generatoren oder Motoren, in Photozellen und in Thermoelementen zugeführt wird. Sie beziffert die Wandlung von nichtelektrischer in elektrische Energie, treibt in geschlossenen Stromkreisen einen elektrischen Strom an und hängt nicht von der Strombelastung ab. Im stromlosen Fall hat die EMK den Betrag der Quellenspannung, die dann an den Klemmen messbar ist. In Widerständen existiert keine EMK.
::::::Synonyme für die EMK sind je nach Autor ''Urspannung, innere Spannung, innere Urspannung, eingeprägte Spannung'' oder ''induzierte Spannung.'' Diese Begriffe werden überwiegend in der Physik und theoretischen Elektrotechnik gebraucht. In der Netzwerktheorie wird die EMK nicht benötigt und gilt als veraltet. Für die dortigen Methoden genügt die betragsgleiche Quellenspannung. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:17, 23. Nov. 2024 (CET)
::::::: Wir haben jetzt zwei Standpunkte: IEC sagt kurz und knapp: EMK und Quellenspanung sind Synonyme. Modalanalytikers Aussage ist weitaus differenzierter, wobei die Sätze "Im stromlosen Fall..." und "In Netzwerktheorie... EMK ... gilt als veraltet." sich der IEC annähern.
::::::: Mir gefällt die Version von Modalanalytikers ausgezeichnet. Ich sage "gefällt", weil ich mir kein Urteil anmaße - ich bin sicher, dass Modalanalytiker sich da weit besser auskennt. Mein Vorschlag zur Umbenennung war eher formal (Synonym, veraltet...)
::::::: Modalanalytiker, wenn du die Einleitung entsprechend änderst, sollte "Quellenspannung" als Fettdruck geschrieben werden, weil ein Redirect hier hinführt (wieder was Formales!). Weiterhin ist dann am Ende des Artikels aufzuräumen: die Aussage "Die Aussage, EMK sei eine veraltete Bezeichnung für Quellenspannung, suggeriert, es handele sich um Synonyme für dieselbe physikalische Größe" ist ziemlich krass und müsste ersetzt werden durch so was wie "... ist im stromlosen Fall dasselbe ... ggf bis auf Vorzeichenkonvention...". Und der QS-Baustein könnte IMHO dann raus.
::::::: Und wenn dieser Text einschl. "... und gilt als veraltet" dann drin ist, würde ich mein Votum zur Umbenennung zurücknehmen und für Beibehaltung des Lemmas plädieren.
::::::: Gruß von der [[Benutzer:Wassermaus|Wassermaus]] ([[Benutzer Diskussion:Wassermaus|Diskussion]]) 13:32, 25. Nov. 2024 (CET)
::::::::Ich habe die Einleitung wie entworfen geändert und Einzelnachweise zugefügt. Bitte gründlich checken. In der Literatur wird die EMK meistens mit <math>\mathcal E</math> bezeichnet. Ich überlege, ob ich das Formelzeichen <math>V</math> im Abschnitt "Feldtheoretische Einordnung" damit ersetze. Bitte mitüberlegen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:57, 25. Nov. 2024 (CET)
::::::::: Danke. Ich nehme den QS-Baustein schon mal raus. — [[Benutzer:Wassermaus|Wassermaus]] ([[Benutzer Diskussion:Wassermaus|Diskussion]]) 08:52, 26. Nov. 2024 (CET)

:Ich fürchte, die Entwicklung läuft in die falsche Richtung. Der auslösende Satz der Wassermaus lautete: „Da “Elektromotorische Kraft” ein wirklich sehr veralteter Begriff ist, sollte das Lemma “Quellenspannung” heißen.“ Jetzt wird fleißig an der EMK gearbeitet. Die veraltete EMK sollte aber durch Verlinkung auf einen neuen Artikel "Quellenspannung" zum Randthema werden. So und nur so halte ich das Vorgehen für sinnvoll. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 17:12, 26. Nov. 2024 (CET)

== Feinarbeit ==
Ich halte den Satz „Sie (die EMK) beziffert die Wandlung von nichtelektrischer in elektrische Energie“ für falsch. Die Wandlung ist nichts, was beziffert werden kann. Beziffert werden können physikalische Größen, vorzugsweise durch Messung. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 15:12, 26. Nov. 2024 (CET)

:Einverstanden! ''bewirkt'' statt beziffert wäre besser. Fällt dir noch was Besseres ein? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:17, 30. Nov. 2024 (CET)

== Gegenvorschlag ==
für die Einleitung eines Artikels [Quellenspannung] anstelle des hier diskutierten Artikels

{| class="wikitable"
|-
| Eine '''Quellenspannung''' ist die [[Ideales elektrisches Bauelement|Idealisierung]] einer [[Elektrische Spannung|elektrischen Spannung]], wenn sich die Spannung so ausbildet, dass kein [[elektrischer Strom]] entsteht. Sie ist zugleich die Spannung einer idealen [[Spannungsquelle]], bei der die Spannung an den Klemmen mit der [[Leerlaufspannung]] übereinstimmt unabhängig von der [[Stromstärke]].<ref name="IEV">IEV – Internationales Elektrotechnisches Wörterbuch [https://www.dke.de/de/services/iev-woerterbuch/ ]; IEV-Nummer 131-12-22.</ref>

Gleichwertige Bezeichnungen für die Quellenspannung sind '''Elektromotorische Kraft''', abgekürzt EMK, ''Urspannung'' oder ''innere Spannung'', die vielfach als überholt angesehen werden. Heutzutage wird ein Spannung vom [[Pluspol]] zum Minuspol gezählt.<ref>''DIN EN IEC 60375'': Vereinbarungen über elektrische Stromkreise. 2022, Abschnitt 6.3.</ref> Soweit in älteren Schriften in Gegenrichtung gezählt wird, unterscheiden sich die Aussagen im Vorzeichen der Spannung.
|}

Große Teile des alten Artikels würde ich dann gerne durch Verlinkung auf vorhandene Artikel ersetzen. Das Lemma "Elektromotorische Kraft" würde dann Weiterleitungslemma werden. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 12:55, 28. Nov. 2024 (CET)

:Ich habe meinen Entwurf für eine Neuformulierung des Artikels "Quellenspannung" fertiggestellt. Er besteht aus dem geringfügig ergänzten vorstehenden und dem nachfolgenden Kasten. Ich bitte um Verbesserungsvorschläge.

{| class="wikitable"
|-
|
;== Abweichungen vom Idealfall ==
An den Anschlusspunkten einer Spannungsquelle liegt nicht unbedingt ihre Quellenspannung an. Das wird an einigen Beispielen erläutert.

Bei einer [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]] ist weitgehend bekannt, dass sie bei regulärem Betrieb gegen Ende ihrer Verwendbarkeit in ihrer Klemmenspanung nachlässt. Das für die elektrochemische Reaktion erforderliche Material ist dann zunehmend verbraucht. Bei einem [[Akkumulator]] ist beispielsweise beim Starten eines Fahrzeugs bekannt, dass er unter hoher Belastung ebenfalls in seiner Klemmenspannung deutlich nachlässt, selbst wenn er voll geladen ist. Die elektrochemische Reaktion ist mit dem Transport von Masse ([[Ion]]en) verbunden, der mit zunehmender elektrischer Stromstärke eine zunehmende Strömungsgeschwindigkeit erfordert. In Batterien und Akkumulatoren kehrt nach der Belastung die Klemmenspannung auf die Leerlaufspannung zurück (eventuell nach einer Erholzeit). Dieses Verhalten lässt sich im [[Ersatzschaltbild]] einer [[Spannungsquelle#Ideale und reale Spannungsquellen|realen Spannungsquelle]] beschreiben durch einen internen ohmschen Quellenwiderstand.

Vielfach entsteht eine Spannung in einer elektrotechnischen Schaltung derart, dass die Schaltung sich verhält wie eine Quelle mit internem Quellenwiderstand. Das wird beispielsweise für die [[Wheatstonesche Messbrücke]] beschrieben. Wenn die Quellenspannung gemessen werden soll, dann muss der Widerstand des Messgerätes viel höher sein als der Quellenwiderstand. Oder bei bekannten Widerständen der Schaltung und des Messgerätes lässt sich die Quellenspannung aus der gemessenen Spannung hochrechnen.

[[Thermoelement]]e erzeugen Spannungen, die durchaus im Unter-Millivolt-Bereich liegen können bei Leitungswiderständen im Ohm-Bereich. Mit Thermoelementen wird die Messung einer Temperaturdifferenz auf die Messung einer Quellenspannung zurückgeführt. Der Widerstand der Leitung macht sich bei der Spanungsmessung meistens mit einem [[Spannungsabfall]] bemerkbar, der bei derartig kleinem Messsignal nicht vernachlässigbar ist. Dagegen muss das Spannungsmessgerät genügend [[hochohmig]] sein. Alternativ muss der Leitungswiderstand durch einen Abgleichwiderstand erhöht werden auf einen festgelegten Wert, der bei der Auslegung des Spannungsmessers berücksichtigt worden ist.

Zur [[pH-Wert-Messung]], d. h. zur Bestimmung der Wasserstoffionenaktivität, wird häufig eine [[pH-Einstabmesskette]] eingesetzt, die eine Potentialdifferenz zwischen zwei Elektroden als Messsignal erzeugt. Das pH-empfindliche Element ist eine Glasmembran aus Silicatglas, die Widerstandswerte zwischen 1 und 1000 MΩ aufweist.<ref>J. Hengstenberg, B. Sturm, O. Winkler: ''Messen und Regeln in der chemischen Technik.'' Zweite Auflage. Springer, 1964, S. 757.</ref> Zur Messung der Quellenspannung sind spezielle Spannungsmessgeräte mit entsprechend hohem Eingangswiderstand erforderlich. Da der Widerstand der Membran nicht bekannt ist, ist keine Korrekturmaßnahme möglich.

Neben den nicht-idealen Quellen für Gleichspannung sind auch solche für Wechselspannung bekannt, beispielsweise bei Empfangsantennen.

;== Geschichte ==
Frühe physiologische Forschungen etwa seit dem 18. Jahrhundert, wie sie unter dem Stichwort [[Galvanische Zelle]] beschrieben werden, haben unbekannte Kräfte auftreten lassen, als deren Ursache die „Elektromotorische Kraft“ eingeführt wurde. Diese Kraft wurde auch als Eigenschaft von Nerven und Muskeln angesehen.<ref>Emil Du Bois-Reymond: ''Ueber die elektromotorische Kraft der Nerven und Muskeln.'' Druck von Gebr. Unger, Berlin, 1867.</ref>

Als Quellen für reproduzierbare Elektromotorische Kräfte wurden [[Galvanische Zelle|elektrochemische Zellen]] als geeignet gefunden, insbesondere das [[Daniell-Element]] wurde vielfach verwendet. Doch erwiesen sie sich als wenig belastbar bzw. als von der Last und von der Vorgeschichte abhängig.<ref>Gustav Wiedemann: ''Die Lehre von der Elektricität.'' Erster Band, Vieweg, 1882, S. 794.</ref> Als weitere Quelle kamen neben der chemisch erzeugten noch die „inducierte elektromotorische Kraft“ durch Bewegung eines Leiters im magnetischen Feld hinzu; allerdings eignet sie sich nicht als konstante [[Gleichgröße]], wie sie für Beobachtungen erforderlich war.– Als geeignetes Messgerät wurde das [[Galvanometer]] entwickelt, das aber das Fließen eines Stroms erfordert; ein [[Spannungs-Kompensator|Kompensator]] kann die unbekannte Größe mit einer einstellbaren bekannten Größe vergleichen, bei Abgleich fließt weniger Strom als die [[Ansprechschwelle]] des jeweiligen Anzeigers.

Später wurde die Elektromotorische Kraft als „Ursache der Elektrizitätsbewegung“ bezeichnet.<ref>Adolf Thomälen: ''Kurzes Lehrbuch der Elektrotechnik.'' Fünfte Auflage, Springer, 1912, S. 3.</ref> Erst in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts hat sich die Bezeichnung [[Elektrische Spannung]] ausgebreitet, durch welche die unglückliche Kopplung der Elektromotorischen Kraft an die andersartige physikalische Größe Kraft vermieden werden konnte.

Allgemein für Spannungsquellen wurde mit fortschreitender Messtechnik deutlich, wie sehr sich die messbare Spannung je nach Belastung verändern konnte. Als einzig reproduzierbare Spannung, die eine Quelle kennzeichnet, ist aber die sich bei Stromlosigkeit einstellende Spannung erkannt worden, die hier als Quellenspannung behandelt wird.

;== Einzelnachweise ==
<references />
|}

--[[Benutzer:Saure|der Saure]] 16:37, 11. Dez. 2024 (CET)

:Du kannst gern einen neuen Artikel namens "Quellenspannung" verfassen und darin einen oder keinen Link auf "Elektromotorische Kraft" unterbringen. Ich werde dich dabei nicht stören. Weiterleitung ist dagegen keine gute Idee. Wer in Wikipedia nach "Elektromotorische Kraft" oder "Electromotive Force" sucht, darf nicht mit "Quellenspannung" abgespeist werden. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 18:45, 11. Dez. 2024 (CET)

:: Was meinst du mit “abspeisen”? Entscheidend für die Frage “ein Artikel oder zwei” ist in solchen Fällen nicht, wonach jemand sucht, sondern inwieweit zwei separate Artikel unterschiedliche Dinge beschreiben oder überlappen. — [[Benutzer:Wassermaus|Wassermaus]] ([[Benutzer Diskussion:Wassermaus|Diskussion]]) 23:15, 11. Dez. 2024 (CET)
:::@[[Benutzer:Wassermaus|Wassermaus]] Mit "abspeisen" meine ich, dass gegen den Hunger auf etwas Bestimmtes etwas Anderes angeboten wird, als gewünscht.
:::Die Überlappung ist ein wesentlicher Aspekt: Der Artikel [[Elektromotorische Kraft]] erklärt die EMK aus physikalische Sicht und führt die Quellenspannung darauf zurück. Im Entwurf oben erkenne ich nicht die Inhalte von [[Elektromotorische Kraft]] wieder. Sie wären durch die vorgeschlagene Weiterleitung verloren.
:::Ich schlage zur Frage, ob EMK nur eine veraltete Version von Quellenspannung ist, folgende Überlegung vor: Man stelle sich vor, bei einer Neuauflage von Standardwerken der Physik und Theoretischen Elektrotechnik (Feynman: Lectures of Physics, Jackson: Classical Electrodynamics, Panofsky & Phillips: Classical Electricity and Magnetism, Lehner: Elektromagnetische Feldtheorie, Simonyi: Theoretische Elektrotechnik) würden die Verlage zur "Aktualisierung" überall ''Elekromotorische Kraft'' oder ''Electromotive Force'' durch die genormten Begriffe ''Quellenspannung ''bzw. ''Source Voltage'' ersetzen. Das wäre dann ganz im Sinne einer hier vertretenen Auffassung, aus meiner ein Denkfehler. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 11:29, 12. Dez. 2024 (CET)

Von der IEC (in der deutschsprachigen Übersetzung auch von der DKE (Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE) wird die Elektromotorische Kraft abgehnt (auch auch in der englischen Erläuterung). Das muss schon eine besondere [[Koryphäe]] sein, wer sich darüber hinwegsetzen will.

Die Spekulation über das Verhalten von Fachbuchverlagen ist wohl nicht gerade eine wissenschaftliche Argumentation, es sei denn er weiß, dass sie genausowenig auf der Höhe der Zeit sein wollen (siehe auch weiter unten). Das „Abspeisen“ mit etwas Anderem als gewünscht, setzt voraus, dass jemand weiß was er wünscht. Das weiß der Suchende sowieso nicht, sonst würde er nicht suchen. Aber er findet mit dem vorgesehenen Weiterleitungslemma, was er benötigt:
#Hinweis, dass die Bezeichnung missverständlich und überholt ist
#Aktuell eingeführte Bezeichnung
#Definition
#Beispiele
#geschichtlicher Hintergrund
#Verlinkung auf galvanische Zellen und zugehörige Theorie, die im überholten Artikel redundant behandelt wurden.

Ferner verweise ich auf vorstehende Diskussionsbeiträge, in denen ich finde
#„Begriff Quellenspannung statt EMK ist auch in der Elektrochemie (und auch in der Fachliteratur immer mehr üblich).“ -wdwd 20:33, 23. Dez. 2011 (MEZ)
#„In neueren Auflagen von Küpfmüller wie 18. Auflage aus 2008 findet man dann die EMK gar nicht mehr (wie auch in zig anderen neueren Fachbüchern) In Physikbüchern (tlw. Elektrochemie) hat sich der Begriff EMK noch etwas länger gehalten, wie es auch bei einigen anderen Bezeichnungen und der Nomenklatur zwischen Physik und (Elektro)technik kleinere Abweichungen gibt.“ -wdwd 21:08, 23. Dez. 2011 (MEZ)
#„In der Praxis der Berechnung elektrischer Netzwerke kann man deshalb auf den Begriff der EMK generell verzichten, so dass er heute meist nur pädagogischen Wert in den anfänglichen Grundlagen der Gleichstromtechnik hat (siehe z.B: Lunze, Einführung in die Elektrotechnik“). -Reseka 23:43, 6. Dez. 2010 (MEZ)
#„Wäre dafür den Abschnitt "Beispiel" samt Unterkapitel gänzlich zu entfernen und durch kurzen Abriss mit einigen Wikilinks zu betreffenden Zielartikel zu ersetzen.“ -wdwd (Diskussion) 20:51, 15. Jul. 2017 (MESZ)

Und ich bin dafür, auch den Abschnitt "Feldtheoretische Einordnung" gänzlich zu entfernen, weil er das Thema verfehlt und nichts zur EMK sagt, sondern allgemein zur Größe Elektrische Spannung. Das ist etwas anderes als die spezielle Größe Quellenspannung. Wer „die Theorie der Elektrizität einschließlich feldtheoretischer Vorstellungen“ sucht, wird niemals auf die Idee kommen, dass das unter Elektromotorische Kraft stehen könnte. Die Feldtheoretische Einordnung wird an geeigneter Stelle schon behandelt, z. B. unter [[Elektromagnetische Induktion]]. Die Redundanz hier kann getrost verloren gehen.
--[[Benutzer:Saure|der Saure]] 11:51, 14. Dez. 2024 (CET)

:@[[Benutzer:Saure]] "Von der IEC ... DKE ... DIN und VDE wird die Elektromotorische Kraft abgehnt... Das muss schon eine besondere Koryphäe sein, wer sich darüber hinwegsetzen will." Darüber setzt sich keiner hinweg, der einen Artikel zur EMK in Wikipedia befürwortet. In den heute durchweg technologischen Publikationen, in Abgrenzung gegen solche zur Theorie der Elektrizität, genügt der Begriff Quellenspannung. In der Netzwerktheorie wäre die Beschreibung der Quellenspannung durch die entgegengesetzt gerichtete EMK unnötig, weil das unnötig den Blick auf den Entstehungsmechanismus der Stromerzeugung richtet. Bei der physikalischen Erklärung, was einen elektrischen Strom antreibt, ist EMK ein passender Name mit einem kleinen Schönheitsfehler und sein Alter kein Diskriminierungsgrund.

:"Die Spekulation über das Verhalten von Fachbuchverlagen ist wohl nicht gerade eine wissenschaftliche Argumentation..." Ich unterstelle den Verlagen nicht, dass sie tatsächlich EMK durch Quellenspannung ersetzen wollen. Bitte vermeide Strohmannargumente.

:" ... Bezeichnung missverständlich ... " Die Bezeichnung ist historisch so aufgekommen, und es verlangt keine große begriffliche Trennschärfe, um sie richtig zu verstehen. Wenn das ein Argument zur Abschaffung wäre, müsste man z. B. die magnetiche Flussdichte in magnetische Feldstärke umbenennen, weil in allen anderen Kontexten Feldstärken die Kräfte bestimmen.

:"... bin dafür, auch den Abschnitt "Feldtheoretische Einordnung" gänzlich zu entfernen, weil er das Thema verfehlt und nichts zur EMK sagt, sondern allgemein zur Größe [[Elektrische Spannung]]." Ich kann dir nicht widersprechen, dass dir der Abschnitt nichts zur EMK sagt. Vielleicht beide Texte nochmal vergleichen.

:"Die Feldtheoretische Einordnung wird an geeigneter Stelle schon behandelt, z. B. unter Elektromagnetische Induktion. Die Redundanz hier kann getrost verloren gehen." Es gibt nur wenige Schlagwörter in Wikipedia, die in nur einem Artikel vorkommen. Diese Redundanz würde übrigens bei deinem neuen Artikel Quellenspannung mindestens in gleichem Maße zutreffen.

:Ich fasse zusammen: Elektromotorische Kraft ist ein in der Literatur verankerter Begriff, der das Entstehen der an den Anschlüssen der Quelle messbaren Quellenspannung aus dem inneren Mechanismus der Quelle heraus physikalisch deutet. Die Beträge der beiden Größen sind gleich, ihre Richtung entgegengesetzt. Die Begriffe sind dadurch eng verwandt, aber keine Synonyme.

:Dass die EMK in älteren Quellen öfter vertreten ist, als in neuen, liegt daran, dass die elektromagnetische Theorie seit langem unstrittig und abgeschlossen ist, so dass jüngere Quellen fast nur technologische Themen statt theoretische behandeln. Ein neuer Artikel Quellenspannung als neues Lemma richtet m. E. keinen Schaden an, wenn er stimmt, die gleichzeitige Entfernung von Elektromotorische Kraft sehr wohl. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:33, 14. Dez. 2024 (CET)

::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Du stellst fest, dass die Elektromotorische Kraft „das Entstehen der an den Anschlüssen der Quelle messbaren Quellenspannung aus dem inneren Mechanismus der Quelle heraus physikalisch deutet“. Dabei sei
::::Elektromotorische Kraft = minus Quellenspannung.
::Abgesehen davon, dass die Verankerung der EMK in der Literatur stark bröckelt, ist die EMK damit definiert, und die nach Froschschenkeln riechende Bezeichnung EMK kann endlich verschwinden. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 15:32, 19. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Ich habe einen schönen Satz gefunden, der immerhin schon 30 Jahre alt ist. Der stammt von einem Professor mit dem Schwerpunkt auf den Grundlagen und Theorie der Elektrotechnik und sagt etwas über die Elektromotorische Kraft:
::„Dieser antiquiert wirkende Name ist ein Relikt aus den frühen Zeiten der Elektrotechnik.“ <ref>[[Adalbert Prechtl]]: ''Vorlesungen über die Grundlagen der Elektrotechnik: Band 1.'' Springer, Wien, 1994, S. 113.</ref> --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 15:05, 20. Dez. 2024 (CET)

:@[[Benutzer:Saure]]: Zuerst zu deinem Beitrag 15:32, 19. Dez. 2024 (CET)
:Du bezeichnest die Gleichung
::EMK = minus Quellenspannung
:als Definition für die EMK. Das trifft ebensowenig zu, wie dass die Gleichung
:Quellenspannung= minus EMK
:die Quellenspannung definiert.

:Die Definition der EMK ist das Linienintegral der eingeprägten Feldstärke längs eines Pfades innerhalb der Quelle von einem Pol zum anderen. Dieses Integral ist unabhängig von der Stromstärke durch die Quelle. Bei Orientierung des Pfades vom Minuspol zum Pluspol ergibt sich die EMK positiv.

:Die Definition der Quellenspannung ist das Linienintegral der elektrischen Feldstärke von einem Pol zum anderen auf einem beliebigen Weg im stromfreien Zustand der Quelle. Bei Orientierung des Weges vom Pluspol zum Minuspol ergibt sich die Quellenspannung positiv.

:Soweit die voneinander unabhängigen Definitionen! Sie beruhen auf unterschiedlichen Feldgrößen. Die von dir angegebene Gleichung stellt die für Quellen gültige Verbindung zwischen den beiden Größen her, sie bildet sozusagen das "Quellengesetz".

:Zu deinem Beitrag 15:05, 20. Dez. 2024 (CET): Prechtl äußert sich in der zitierten Fußnote zum ''Namen'' EMK, nicht zur Größe. Sonst würde er nicht eine ganze Seite zu deren Erklärung füllen, auf welcher der Name ca. zehnmal reproduziert wird. Das sieht nicht nach Ablehnung oder Plädoyer für die Entbehrlichkeit der Größe aus.

:Übrigens gehören m. E. die zwei Grundlagenbände von Prechtl zu den Juwelen unter den Grundlagentexten der Elektrotechnik. Es lohnt sich auch ein Blick auf Abb. 8.9 auf S. 111, das die Kennlinie einer idealen und realen Spannungsquelle vollständig einschließlich negativer Stromstärken zeigt. Er findet das offenbar nicht als “didaktisch äußerst ungeschickt.” --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:05, 20. Dez. 2024 (CET)
<references />

::@[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] Zu deinem letzten Absatz: Ich halte dein Vorgehen weiterhin für didaktisch äußerst ungeschickt, schließlich wendet sich die WP an eine andere Leserschaft als Prechtl. Aber das darf nicht in der Diskussion:Elektromotorische Kraft behandelt werden.

::Zurück zur EMK: Das ist eine Katastrophe mit unterschiedlichen Definitionen bzw. Lesarten. Prechtl verwendet für Quellenspannung und EMK unterschiedliche Zählrichtungen und kommt dann zu dem Satz (S. 113) „Tatsächlich ist die EMK einer Spannungsquelle gleich dem Wert der Quellenspannung und kann sie ersetzen.“ Dazu steht in Abb. 8.11 <math>E=U_q</math> zu lesen, was im Widerspruch zu der von dir als "Quellengesetz" bezeichneten Erkenntnis <math>E=-U_q</math> steht. Wenn Prechtl recht hat, kannst du nicht recht haben – und umgekehrt. Ich vermute, dass du eine andere Definition/Lesart als Prechtl verwendest. Dabei kannst du nicht eine der Definitionen/Lesarten als gültig erklären und die andere als falsch; beide sind verbreitet, und keine läßt sich einfangen.
::Zur weiteren Streitvermeidung hilft nur, die Bezeichnung Elektromotorische Kraft ganz und gar zu vermeiden und – wie in neuerer Fachliteratur inzwischen üblich – eine andere Bezeichnung statt EMK zu verwenden, die eindeutig definiert ist. Prechtl war da fein raus: Innerhalb seines Buches konnte er noch die EMK verwenden, innerhalb seines Buches konnte er sich auf die eine Definition beschränken, dann bleibt er mit <math>E=U_q</math> widerspruchsfrei.
::Die zwei Grundlagenbände von Prechtl sind eben ein Juwel, die enthielten die Erkenntnis zur EMK („… und kann sie ersetzen“) schon damals. Nur muss die Ersetzung jetzt andersherum erfolgen, um die mehrdeutige Bezeichnung zu vermeiden. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:20, 22. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Saure|Saure]]: "Wenn Prechtl recht hat, kannst du [Modalanalytiker] nicht recht haben."

<math>U_Q=\mathcal{E}</math> stimmt, wenn die Bezugsrichtungen der beiden Größen entgegengesetzt gewählt sind, wie in der Gleichungskette
:<math>{\displaystyle {\mathcal {E}}=\int _{{\mathcal {S}}_{-+}}\!\!\!\!{}^{e}\!{\vec {E}}\mathrm {d} {\vec {s}}=\int _{{\mathcal {S}}_{-+}}\!\!\!\!-{\vec {E}}\mathrm {d} {\vec {s}}=\int _{{\mathcal {S}}_{+-}}\!\!\!\!{\vec {E}}\mathrm {d} {\vec {s}}=U_{Q}}</math>
im Artikel. Beachte hierzu bitte die entgegengesetzten Pfade des ersten und dritten Integrals von links.
:<math>U_Q=-\mathcal{E}</math>
gilt, wenn die Bezugsrichtungen der beiden Größen gleich orientiert gewählt sind. Das hätte ich im Diskussionsbeitrag 19:05, 20. Dez. 2024 (CET) wohl ausdrücklich betonen sollen. Der von dir aufgedeckte Widerspruch besteht nur scheinbar. Du kennst das schon beim Ohmschen Gesetz. Hier ist <math>U=-RI</math> so richtig wie <math>U=RI</math>, wenn man die unterschiedlichen Bezugsrichtungen beachtet.

Nicht die Vorzeichen sind hier der Kern der Sache. Es sind die oben von mir angegebenen unterschiedlichen Definitionen von <math>\mathcal{E}</math> und <math>U_Q</math> auf der Basis unterschiedlicher Feldgrößen, die den beiden Größen ihre Eigenständigleit verleihen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:09, 22. Dez. 2024 (CET)

:Weil gerade Weihnachten war, hier noch eine Analogie - zum Schmunzeln oder zur Besinnung: Rudolph, das Rentier hat die Zugkraft <math>F_Z</math>. Der Schlitten, den er unbeschleunigt über waagerechte Wege zieht, belastet Rudolph mit der Gleitreibungskraft <math>F_\mu</math>. Es gilt <math>F_Z=F_\mu</math>. Fazit: ''Rudolphs Zugkraft'' ist eine gleichwertige Bezeichnung für ''Schlittengleitreibungskraft''. Der Wikipediaartikel zu Rudolphs Zugkraft ist überflüssig und kann durch Weiterleitung auf Schlittengleitreibungskraft ersetzt werden. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 18:20, 27. Dez. 2024 (CET)

Zu deinem Beitrag vom 22. Dez. 2024:

Kommst du dir mit deiner Ausführung zum ohmschen Gesetz nicht selber lächerlich vor? Es gibt ein paar Konventionen bzw. Normen, die man beachten muss, um sich eindeutig ausdrücken zu können. Für einen ohmschen Widerstand gilt das Verbraucher-[[Zählpfeilsystem]] und damit gilt die eine allgmein gebräuchliche Version. Was passieren könnte, wen man die Konventionen einfach missachtet, braucht man nicht zu diskutieren. Man muss sich eben an die Regeln halten, auch an die für Vorzeichen und Zählrichtungen von Stromstärke und Spannung geltenden.

Zu deinem Beitrag vom 27. Dez. 2024

Nein, das ist nicht zum Schmunzeln oder zur Besinnung, das ist eher zum An-den-Kopf-Fassen. Dass Prechtl „Ersetzen“ schreibt, habe ich bereits zitiert – und dort war es kein billiger Jokus. Paul und Paul schreiben – und sicher nicht zum Schmunzeln oder zur Besinnung –, dass man besser von der Quellenspannung einer Spannungsquelle spricht als von der Elektromotorischen Kraft. Bei ihnen liegt es nahe, „auf die EMK zu verzichten“.<ref>Steffen Paul, Reinhold Paul: ''Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik 1.'' 4. Auflage. Springer, 2010, S. 36ff.</ref> Laut einem Diskussionsbeitrag weiter oben ist das Küpfmüller in seinem Werk für theoretische Elektrotechnik bereits früher gelungen. Meine Hoffnung, dass dasselbe auch auch in der WP gelingen könne (bis auf ein Weiterleitungslemma), gebe ich nach solchen Beiträgen auf. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 17:22, 30. Dez. 2024 (CET)

:Zu deinem Satz "Für einen ohmschen Widerstand gilt das Verbraucher-[[Zählpfeilsystem]] und damit gilt die eine allgmein gebräuchliche Version." Du scheinst immer noch nicht zu akzeptieren (wie in Normen und dem Artikel [[Zählpfeil]] nachzulesen ist), dass für einen ohmschen Widerstand das Erzeuger-[[Zählpfeilsystem]] genauso gilt. Die Wahl ist frei. Und mit der Wahl sind die Gleichungen passend dazu zu wählen. Bei diesem Thema genügt es nicht, sich auf die halbe Wahrheit zu berufen.
:Zu deinem Plan, in Wikipedia den Inhalt von [[Elektromotorische Kraft]] per Weiterleitung zu [[Quellenspannung]] unzugänglich zu machen: Meine ablehnenden Argumente kennst du. Nur nochmal soviel: Die einheitliche formale Sicht des Artikels auf die Mechanismen ''innerhalb'' einer Quelle, die elektrische Ströme antreiben, sind nicht durch die Information ersetzbar, dass an ihren Polen eine Spannung gleichen Betrags zu messen ist. Wer in der Elektrotechnik über den Tellerrand der Netzwerkberechnung hinausschaut, sollte in Wikipedia etwas über die EMK finden können. Die anderen sind natürlich allein mit der Quellenspannung bestens bedient. Schau dir mal [https://en.wikipedia.org/wiki/Artikelname Electromotive force] an. Da steht: "Although an emf gives rise to a voltage and can be measured as a voltage and may sometimes informally be called a "voltage", they are not the same phenomenon (see [[:en:Electromotive_force#Distinction_with_potential_difference|§ Distinction with potential difference]])".Vielleicht hilft das, meinen Standpunkt nachzuvollziehen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:03, 30. Dez. 2024 (CET)
<references />

Diskussion:Spannungsquelle

2024-12-30T15:10:48Z

Modalanalytiker: /* Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung */

{{Diskussionsseite}}
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== Zum Abschnitt "Vervollständigung" ==

In dem Abschnitt heißt es: "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht." Das trifft nicht zu: In dem gezeigten Ersatzschaltbild wird von dem Modell eines nichtliniearen Widerstands Gebrauch gemacht. Das Modell besitzt keine messbare Quellenspannung und kann ausschließlich elektrische Energie in Wärme wandeln, nicht aber elektrische Energie an äußere Verbraucher abgeben oder von äußeren Quellen abgegebene speichern. Eine Diode als "rein passiv betriebene[n] Spannungsquelle" zu modellieren, verfehlt die Wesensmerkmale einer Spannungsquelle. Wer verstehen möchte, was eine Spannungsquelle ist, wird durch das Beispiel desorientiert. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:13, 30. Nov. 2024 (CET)

:Ach Modalanalytiker, wenn du doch nur treu zu dir selber bleiben könntest. Vor über 5 Jahren hast du in den Artikel eingeführt (auf didaktisch äußerst ungeschickte Weise), dass im ''vollständigen Modell der idealen Spannungsquelle'' ihre Kennlinie nicht durch einen, sondern stets durch zwei Quadranten verläuft, da der durch die äußere Beschaltung bestimmte Strom durch die Quelle sowohl positive als auch negative Werte annehmen kann. Das ''Modell der idealen Quelle'' ist immer in der Lage, sowohl als Erzeuger als auch als Verbraucher zu wirken. Du selber schreibst in einem Diskussionsbeitrag: „Die ideale Spannungsquelle (und viele reale Quellen ebenso) kann elektrische Leistung auch ''aufnehmen''“ (nachzulesen im Archiv, 14:43, 16. Mai 2019). Und jetzt schreibst du: „ Eine Diode als "rein passiv betriebene[n] Spannungsquelle" zu modellieren, verfehlt die Wesensmerkmale einer Spannungsquelle.“ Zählt das Wesensmerkmal, als Verbraucher wirken zu können, mit einmal nicht mehr? In dem im Artikel gezeigten Ersatzschaltbild wird die Spannungsquelle eben nur in demjenigen Quadranten betrieben, in dem sie Verbraucher ist.
[[Datei:Dioden-Kennlinie 1N4001 differentiell.svg|mini|hochkant=0.6|Vereinfachte Dioden-Kennlinie (grün). Die hier mit <math>U_F</math> bezeichnete Spannung entspricht dem <math>U_S</math> im Artikel.]]
:Mit welcher Besserwisserei schreibst du, dass das Ersatzschaltbild einer Diode nicht zutrifft? Ich habe drei Fundstellen dafür angegeben und mehrere weitere Stellen inzwischen gefunden; Kritik am Ersatzschaltbild müsstest du bei den Verfassern der Einzelnachweise abladen. Die Diode hat einen in Rechnungen schwer zu handhabenden nichtlinearen Widerstand, während im Modell in zwei Teilbereichen jeweils linear gerechnet werden kann. Wie es sich für eine (stets passive) Diode gehört, besitzt das Modell „keine messbare Quellenspannung“ und kann bezogene elektrische Energie ausschließlich in Wärme wandeln. Auch das dürfte allgemeine Erfahrung sein, dass eine stromdurchflossene Diode warm wird. Das ''vollständige Modell der idealen Spannungsquelle'' mag „desorientierend“ wirken, aber du hast das Modell in den Artikel eingeführt, und im Diodenersatzschaltbild wird es von kundigen Fachbuchverfassern eingesetzt. Ein Ahaeffekt, wie eine passive Spannungsquelle zu verstehen ist, ist im zugehörigen Artikel durchaus gewollt. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:55, 1. Dez. 2024 (CET)
::Du liest aus meinem Text, dass ich die Ersatzschaltung der Diode für fehlerhaft erachte. Keineswegs! Das Diodenmodell ist durchaus tauglich. Es liefert nur keinen Beitrag zur Information über physische Spannungsquellen. Ich wiederhole im folgenden Abschnitt nochmal meine Kritik mit anderen Worten.
::    Zur Erläuterung von Spannungsquellen wie auch von anderen Betriebsmitteln taugen ''reale'' Anwendungsbeispiele. Die Verwendung einer idealen Spannungsquelle in einem Ersatzschaltbild der Diode illustriert keine solche ''Spannungsquellen-Anwendung'', sondern nur einen additiven Term in einer Kennlinienkurve. Der Abschnitt hilft sicher für das Studium von Dioden, falls der Leser das Modell einer idealen Spannungsquelle verstanden hat. Wenn er um dieses Wissen noch ringt, ist der Text verwirrend. Ist es so schwer, Beispiele auszuwählen, welche den materiellen Lemmagegenstand selbst behandeln?
::    Kurzum: Die Veranschaulichung eines Diodenkennliniensummanden durch das Modell einer idealen Spannungsquelle ist probates Mittel zum Verständnis von Dioden, m. E. aber kein taugliches Beispiel zur weiteren Erläuterung einer physischen Spannungsquelle.
::    Schade, dass du versuchst, deinen Schlussfolgerungen durch Diffamierungen ("wenn du doch nur treu zu dir selber bleiben könntest", "auf didaktisch äußerst ungeschickte Weise", "Mit welcher Besserwisserei schreibst du") Nachdruck zu geben. Wikpedia fordert sachliche Beiträge. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:03, 1. Dez. 2024 (CET)

:::'''Falsch''': Es geht im Kapitel "Vervollständigung" '''nicht''' um ''reale'' Anwendungsbeispiele. Sondern es geht hier um das ''vollständige Modell der idealen Spannungsquelle''. Es geht um die Verallgemeinerung, wonach die Quelle als aktiv wirkend oder passiv wirkend beschrieben werden kann. Es geht um ein Beispiel, wo dieses Modell sinnvoll eingesetzt wird bzw. notwendig ist. Da steht in der Beispielerläuterung ausdrücklich: „Die Spannungsquelle existiert nicht real, aber im Modell … “.
:::Deine Darlegung steht auch im Widerspruch zu deinen Eröffnungssätzen in diesem Diskussionskapitel. Da hast du klar geschrieben, dass der Satz "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht" nicht zutrifft. Da steht etwas vom Modell, während du vorstehend auf physische Spannungsquellen ausweichst, also einfach das Thema wechselst. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 15:04, 2. Dez. 2024 (CET)
::::@[[Benutzer:Saure|Saure]] Ich lasse mich vorübergehend auf deine Argumentation ein und verbinde damit die Frage, ob du den folgenden Zusatz im Artikel [[Elektrischer Widerstand]] als notwendige Verbesserung ansehen, verteidigen oder wenigstens dort dulden würdest. Er folgt dem Muster ''Diodenmodell im Artikel Spannungsquelle'' und kann uns als Entscheidungshilfe dienen:
::::''Vom Modell eines Widerstands wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle Gebrauch gemacht'' [Bild dazu bitte vorstellen]. ''Mit diesem wird der Innenwiderstand der Spannungsquelle angenähert. Der Widerstand existiert nicht real als diskretes Schaltelement, aber im Modell erlaubt er die Abhängigkeit der Lastspannung von der Stromstärke zu beschreiben. Aufgrund seines Verhaltens ist der Widerstand gemäß dem Verbraucherzählpfeilsystem beschriftet.'' --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:16, 2. Dez. 2024 (CET)

:::::Ach @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]], was bist du für ein Meister im Ausweichen vor der Sachdiskussion, indem du dich nicht zu bestehenden Fragen äußerst, sondern über etwas anderes. Erst behauptest du, dass der Satz "Vom Modell einer rein passiv betriebenen Spannungsquelle wird im gezeigten Ersatzschaltbild einer Diode Gebrauch gemacht" nicht zutrifft. Dazu redest du einfach von physischen Spannungsquellen statt vom Modell, um das es geht. Jetzt kommst du mit der nächsten Nebelkerze.
::::: Von welchem „Modell eines Widerstands“ (was auch immer das sein mag) du etwas in welchem „gezeigten Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle“ schreibst, weiß ich nicht; die Diskussion drehte sich bisher um ein ''vollständiges Modell der idealen Spannungsquelle'' im gezeigten ''Ersatzschaltbild einer Diode''.
:::::Üblicherweise enthält eine überschaubar große elektrische Schaltung nur eine einzige Spannungsquelle. Fließt dann Strom durch die Quelle, so ist er bei einer positiven Quellenspannung im Erzeugerzählpfeilsystem ebenfalls positiv. Nun ist im ''vollständigen Modell der idealen Spannungsquelle'' eine Umkehrung enthalten, wonach sie einem zugeführten Strom eine konstante Spannung entgegenstellen kann. Mit diesem Modell will ich vertraut machen, indem ich eine Anwendung der Umkehrung zeige, wie sie im Diodenersatzschaltbild vorkommt.
:::::Wenn ich im Artikel darauf hinweise, dass die Spannungsquelle im [[Ersatzschaltbild]] (mitsamt dem Widerstand) nicht real existiert, dann nur deshalb, um dem Irrtum zuvor zu kommen, dass sie die Quelle des Diodenstroms sein kann. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 18:12, 3. Dez. 2024 (CET)
::::::@[[Benutzer:Saure|Saure]] An diesem Punkt können wir die Diskussion unterbrechen. Ich fasse zusammen: Ich halte den Abschnitt zum Diodenmodell, in dem das ''Modell einer idealen Spannungsquelle'' einen Summanden zur Formulierung der Diodenkennline beiträgt, im Artikel [[Spannungsquelle]] für deplatziert und verwirrend. Im Artikel [[Diode]] kann man das bisher schon nachlesen. Dort ist es dienlich.
::::::<math>\quad</math>Ich werde den Artikel gelegentlich überarbeiten, um eine von mir vertretbare Fassung zu erzeugen. Ich bitte dich, deren Revertierung einem dritten Benutzer zu überlassen. Es lesen bestimmt einige sachverständige mit. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:00, 3. Dez. 2024 (CET)

:::::::Bisher hat sich niemand an vorstehender Diskussion beteiligt. Und auf diesen Niemand hoffst du bezüglich der Revertierung deiner angekündigten Überarbeitung? Das Obenstehende zeigt nur zu erschreckend, was von deinen Beiträgen zu erwarten ist. Fehler in meinem Beitrag findest du ja keinen, wenn du ihn im Diodenartikel für dienlich hältst. Als „deplatziert“ siehst du es an, wenn das einfache Beispiel einer passiv wirkenden Quelle im Kapitel über die passiv wirkende Quelle erscheint? Logisch? Wenn du das so einfache, in der Fachliteratur verbreitete Beispiel als „verwirrend“ ansiehst, dann ist das wohl eher deine persönliche Gefühlslage, vielleicht eine Denksperre, aber kein Sachargument. Ich habe früher die passiv wirkende Quelle als verwirrend angesehen, aber ich habe dazugelernt. Übrigens stammt die Anregung zu diesem Beipiel von einem Mitleser. Da hätten wir schon eine Dritte Meinung.– Eine Überarbeitung ohne Diskussion werde ich nicht akzeptieren. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 11:48, 6. Dez. 2024 (CET)
::::::::Meine angekündigte Überarbeitung ist jetzt online.
::::::::Die Hauptsache der Bearbeitung betrifft die DIN-Definition der ''idealen Spannungsquelle''. Sie wird von Anfang an richtig, d.h. vollständig vorgestellt. Dadurch erübrigt sich der Abschnitt "Vervollständigung" am Ende der Vorversion, in dem der anfangs übergangene passive Betrieb schließlich als "Vervolltändigung" nachgetragen wird. Der korrekte Einstieg zieht einige Änderungen nach sich, die auch Abbildungen und Überschriften erfassen. Textabschnitte, die Inhalte anderer Artikel wiederholen, sind durch Links gestrafft. Als Schlüsselvariable für Gleichungen zu Leistung und Wirkungsgrad dient jetzt die Stromstärke, wodurch aktiver und passiver Betrieb einheitlich erfasst sind. Die vorherige spezielle Darstellung mit dem Lastwiderstand als Variable bleibt durch Links erhalten. Die Einzelnachweise 13 bis 15 in der Vorversion sind nicht entfallen, sondern stehen wie bisher im verlinkten Artikel [[Diode]]. Ich bitte um kritische Revision. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 12:16, 12. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Zur heutigen Rückgängigmachung der Überarbeitung habe ich [[Wikipedia:Dritte Meinung| dritte Meinungen (12:46, 13. Dez. 2024)]] angefragt. Beiträge dazu bitte hier anfügen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 13:12, 13. Dez. 2024 (CET)

:Du hast vor fünf Jahren versucht, den Artikel umzumodeln; dem habe ich mich widersetzt. Ein Dritter hat der Umstellung ein Ende gesetzt. Jetzt versuchst du genau dasselbe, und ich widersetze mich erneut. Ich habe dich zur angekündigten, von dir vertretbaren Fassung um Diskussion gebeten, aber da ist nichts gekommen.
:Im allgemeinen Verständnis wird eine Spannungsquelle (Batterie, Kraftwerk) als etwas Energie Abgebendes verstanden. Eine Quelle, die auch etwas aufnehmen kann, wirkt widersprüchlich. Fachsprachlich ist das eine Senke. Das Verständnis für die Vervollständigung der Spannungsquelle zu diesem Ungewöhnlichen muss aufgebaut werden. Alles andere ist didaktisch äußerst ungeschickt.
:Ich habe meinerseits die [[ Wikipedia:WikiProjekt Elektrotechnik/Qualitätssicherung]] angerufen. Von der Stelle erwarte ich eher Sachverständnis, wie eine Spannungsquelle für einen Laien verstehbar ist. --[[Benutzer:Saure|der Saure]] 16:27, 13. Dez. 2024 (CET)
::Ist es wirklich sinnvoll, PV-Zellen und Akkus bei <s>anliegender umgekehrter Spannung </s> umgekehrten Stromfluß als "Spannungsquellen" darzustellen? Nach meinem Laienverständs handelt es in diesen Fällen eher um nichtideale Stromsenken (Akkus, beabsichtigt) bzw. parasitäre Heizelemente (PV-Zellen) - insofern erscheint mir die entsprechende Grafik (mit Forsetzung in den negativen Spannungsbereich) als wenig hilfreich - wenn nicht sogar inhaltlich irreführend?
::Etwas unglücklich finde ich eine Kapitelüberschrift ''Vervollständigung'' - sollte man dem Leser nicht sagen, wohin das Modell ''vervollständigt'' bzw. erweitert wird? --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 19:11, 13. Dez. 2024 (CET)
:::Zur Klarstellung: "PV-Zellen und Akkus bei anliegender umgekehrter Spannung" hat hier bis jetzt keiner besprochen. Das ist auch nicht nötig, denn das ist der Zerstörungsbetrieb. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:47, 13. Dez. 2024 (CET)
::::<s>Umgekehrte Spannung zeigt Deine Grafik, zumindest für Akkus - hat mich wohl verwirrt.</s> Gemeint habe ich umgekehrte Stromrichtung - und in diesem Fall ist die Abweichung vom Modell einer Spannungsquelle maximal. --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 20:18, 13. Dez. 2024 (CET)
:::::[[Datei:U(I)-Kennlinien_von_idealer,_linearer_und_realen_Spannungsquellen.svg|mini|Kennlinien von Spannungsquellen: ideale SpQ (rot), lineare SpQ (türkis) und nichtlineare SpQ: (grün Solarzelle, blau: Akkumulator<ref>E. Philippow: ''Taschenbuch Elektrotechnik'', Band 6, ''Systeme der Elektroenergietechnik'', Hanser 1982, Abschn. 5.2.1, S.781</ref> )]]
:::::@[[Benutzer:Drahkrub|Drahkrub]]: Rückfrage zu: "Umgekehrte Spannung zeigt Deine Grafik, zumindest für Akkus - hat mich wohl verwirrt."
:::::Wo siehst du in der Akkukennlinie Punkte mit negativer Spannung? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:14, 13. Dez. 2024 (CET)

::::::Urgs, Achsen falsch gelesen. Entschuldigung. --[[Benutzer:Drahkrub|Burkhard]] ([[Benutzer Diskussion:Drahkrub|Diskussion]]) 09:27, 14. Dez. 2024 (CET)
::Hallo, ich habe gerade nach einem Beispiel für eine leicht verständliche Erklärung gesucht und in das eBook "Elektrotechnik für Dummies" von Michael Felleisen rein geschaut (aus meiner Stadtbücherei).
::Das bringt mich auf diesen Vorschlag: ein Abschnitt "Ideale und reale Spannungsquelle" mit einem einfachen Ersatzschaltbild (nur ein Widerstand, Felleisen hört danach auf), gefolgt von einem Abschnitt "weitere Ersatzschaltbilder für reale Spannungsquellen" oder "nicht-lineare Spannungsquellen".
::Nach meinem Verständnis gibt eine Spannungsquelle Energie ab, alles andere sind Verbraucher. Daraus folgt, dass ich die Möglichkeit, dass z.B. das Bauteil "Akku" sowohl Quelle als auch Senke sein kann, optional in einem weiteren Abschnitt erwähnen würde, für dessen Überschrift ich keinen Vorschlag habe.
::Grüße, --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 12:32, 18. Dez. 2024 (CET)

[[Benutzer:Saure|der Saure]] hatte [[Spezial:Diff/251349965/251350469|in der QS der Radaktion Physik um eine '''dritte Meinung''' gebeten]]. Ich versuchs mal.
* Der aktuelle Artikelstand wirkt auf mich eher akademisch als praktisch. Das mache ich daran fest, dass die Definition in der Einleitung direkt auf die Definition der [[Schaltungstheorie]] verweist. Im Sinne des Mottos "Wikipdia ist für die Leser da!" halte ich das für ungünstig, denn die Zahl der Schaltungstheoretiker, die den Artikel als Nachschlagenwerk nutzen, dürfte überschaubarer sein als die Zahl der Laien, die bspw. den Unterschied zwischen einer Strom- und Spannungsquelle verstehen wollten.
* Das Lemma ist [[Spannungsquelle]], insofern ist es gut, wenn hier die ideale Spannungsquelle behandelt wird, selbst wenn es die in der Praxis nicht gibt. Als Nutzer von elektrischer Energie erlebe ich aber einen Unterschied zwischen dem 220V-Wechselspannungsnetz, das mir so gut wie immer 230V liefert und einer 12V-Autobatterie, an der ich zwar 14,4V messe und beim Anlassen trotzdem die Innenraumbeleuchtung dunkel wird.
* Ein in meinen Augen schöner und angemessener Einleitungssatz für diese Benutzergruppe wäre:
{{Kasten|Eine Spannungsquelle ist in der Elektrotechnik eine idealiserte Quelle elektrischer Energie, die unabhängig von ihrer Belastung eine bestimmte elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen herstellt. Ihr Komplement ist die ebenfalls idealisierte Stromquelle, durch die unabhängig von äußeren Faktoren ein bestimmter Strom fließt. Reale Quellen elektrischer Energie weichen von diesen Idelabildern dadurch ab, dass bereit gestellte Spannung und fließender Strom nicht unabhängig voneinenander sind.}}
* Die Eigenschaften der idealen Spannungsquelle sollten dann im Hauptteil diskutiert werden, zur Hinführung an die reale Spannungsquelle (einschl. Erläuterung von Kennlininen) mit dem zusätzlichen Hinweis, dass ideal lineare Spannungs- und Stromquellen äquivalent sind.
* Im Abschnitt '''Arten''' würde ich einen Hinweis erwarten, inwieweit die genannten Quellen elektrischer Energie eher Spannungs- als Stromquellen sind, und wie die Beziehungen zu anderen Parametern (Nennstrom, Kurzschlusstrom, Nennspannung, Spannung an der offenen Klemme) sind, bevor dann die Spannungsquellen im Detail diskutiert werden. Apropos Arten, da fehlt mir noch der Kondensator/SuperCap, als maximale Abweichung zu beiden Idealen.
* Dann gibt's noch den Sonderfall, dass eine Spannungsquelle eine Energiesenke wird, wenn Strom und Spannung entgegengesetzt sind - da wären grundsätzlich Bezüge zum Laden von Akkus und zur Steckersolaranlage irgendwie zeitgemäß. Und natürlich auch eine Kennlinie durch zwei Quadranten, die verdeutlicht, dass Lade- und Entladekennlinie typischerweise nicht symmetrisch sind.
* Die spannungstheoretische Betrachtung, -zählpfeilsysteme, Ersatzschaltbilder usw. hielte ich in einem Abschnitt "Fachtheorie" oder ähnlich für angemessen aufgehoben.
* Die detaillierte Diskussion der Eigenschaften von Dioden und weiteren externen Lemmata sollte aus dem Artikel raus. Wenn sie erwähnt oder neue Begriffe eingeführt werden müssen, dann versucht zunächst die Bedeutung fürs Lemma beim Leser zu etablieren.
* Baut den Artikel vom Lemma her auf (induktiv). Die beste Darstellung eines Themas folgt nicht immer der Vorgehensweise, in der das Thema erarbeitet wurde. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]]12:53, 18. Dez. 2024 (CET)

::Dies ist keine dritte Meinung, sondern die eines Befangenen - speziell zum Kernpunkt der Diskussion, dass z. B. Akkumulatoren zu etwas "Ungewöhnlichem" gehören, für das das Verständnis besonders aufgebaut werden muss, weil alles andere "didaktisch äußerst ungeschickt" wäre.
::Spannungsquellen sind Betriebsmittel in der Elektrotechnik. Sie halten innerhalb betrieblicher Grenzen die Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant. Je nach Typ können sie an diesen Anschlüssen Leistung ''nur liefern'' (aktiver Betrieb, z. B. nichtaufladbare Batterien, Solarzellen, Netzgeräte, Thermoelemente) oder an denselben Außenanschlüssen Leistung ''auch aufnehmen'' (aktiver ''und'' passiver Betrieb, z. B. aufladbare Batterien, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken, einige Arten von rotierenden elektrischen Maschinen, Transformatoren).
::M. E. ist es didaktisch gerade ''nicht'' geschickt, fast den ganzen Artikel lang den falschen Eindruck zu verfestigen, dass Spannungsquellen per Definition Leistungslieferanten seien. Der Preis dafür ist z. B. ein unvollständiges Kennlinienbild (in der drei von vier Kennlinien durch Unvollständigkeit falsch sind), das sich dem Leser einprägt und das er von sich aus nicht vervollständigen kann. Eine vervollständigte, richtige Version des Bildes am Artikelende könnte hier noch etwas heilen, würde aber auch die Frage aufwerfen: Warum nicht gleich richtig?
::Es geht sehr einfach besser, siehe [https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Spannungsquelle&oldid=251183703 Version 12:16, 12. Dez. 2024] oder [https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Spannungsquelle&oldid=251310873 Version 21:11, 16. Dez. 2024] --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:46, 18. Dez. 2024 (CET)
:::Auch eine Meinung.
:::Konkret zu Deiner Frage, ob Spannungs''quellen'' per Definition Leistungs''lieferanten'' sind: ich bin überzeugt, dass der überwiegende Teil der Leser diese Bedeutung mit einer Spannungsquelle assoziiert - ganz ähnlich wie man bei Elektromotoren ja auch nicht als Zweites oder Drittes an rekuperationsfähige Bremsen denkt. Ich bin ebenso überzeugt, dass Wikipedia am wirksamsten Wissen bereit stellt, indem es die Menschen dort abholt, wo ihr Wissen (jedenfalls das von uns erwartete) heute steht, und zunächst mal die Misskonzepte aufräumen sollte (also die Vorstellung dort korrigieren, wo sie nicht durch den Stand der Wissenschaft gestützt ist), bevor sie die Vorstellungen auf noch Unbekanntes erweitert.
:::<s>Warum Du mich allerdings als Befangenen disqualifizierst, kannst wohl nur Du sagen, das gehört auch hier nicht in die Disk. Schreib mir gern was dazu auf meiner Benutzerdisk.</s> (Missverständnis geklärt, [[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] bezog das auf ''seinen'' Beitrag ) Ich hoffe, wir sind uns wenigstens einig, dass der Artikel, insbesondere die wichtige Einleitung, aktuell Deine und meine Vorstellung nicht bedient. Mach doch hier mal einen Vorschlag, wie ein guter Einleitungssatz bzw. Abschnitt aussehen könnte, dann finden wir sicher jeweils gute Aspekte im Vorschlag des jeweils Anderen und schaffen es, den Artikel zu verbessern.
:::Konkret zur Einleitung, aktuell und in der [[Spezial:PermaLink/251310873|Version 21:11, 16.Dez 2024]]: Hier fühle ich mich durch den Bezug zu Schaltungstheorie, Zweipol und Netzwerkanalyse irgendwie überfahren, da sich mir nicht erschließt, warum der Leser für die meisten Seitenaufrufe eine Theorie lernen, analysieren oder Pole zählen müsste. Da wäre IMHO weniger mehr. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 09:04, 19. Dez. 2024 (CET)
:Mir gefällt Alturands Vorschlag für die Einleitung sehr gut. Wenn man noch Batterien und Generatoren als bekannte Beipiele ergänzt, dann erhält der Leser in wenigen Sätzen die wichtigsten Informationen in verständlicher Sprache und er kann sie mit seinem Alltagswissen verbinden - genau das macht m. E. eine gute Einführung aus. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:37, 22. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Alturand|Alturand]] Zuerst danke für deinen fairen Umgang mit meinem missverständlichen "Befangenem".

An die Einleitung habe ich mich bisher nicht herangetraut, um deren Autoren nicht noch mehr zuzumuten. Ich teile deine Auffassung, dass dort der Bezug zu Schaltungstheorie, Zweipol und Netzwerkanalyse nicht angebracht ist. Hier stehen besser reale Ausführungsbeispiele, die erklären, um was für Objekte es im Artikel überhaupt geht. Der Artikel würde darüber hinaus profitieren, wenn Inhalte, die für Leser ohne Theoriekenntnisse verständlich sind, von solchen zur netzwerktheoretischen Modellbildung getrennt wären, z. B. durch separate Kapitel.
Einen Artikelbeginn will ich gern versuchen:
{{Kasten|Spannungsquellen sind elektrotechnische Betriebsmittel. Je nach Typ können sie ''elektrische Energie liefern'' (aktiver Betrieb, z. B. nichtaufladbare Batterien für die Taschenlampe, Solarzellen auf Hauserdächern, Netzgeräte im Labor, Thermoelemente zur Temperaturmessung) oder ''auch aufnehmen'' (aktiver ''und'' passiver Betrieb, z. B. aufladbare Batterien (Akkumulatoren) zur Speicherung von Solarenergie, Akkumulatoren in Mobiltelefonen oder Elektroautos, Motoren in Elektroautos für Antrieb zum Fahren und zur Energierückgewinnung beim Bremsen, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken). Spannungsquellen halten innerhalb betrieblicher Grenzen die elektrische Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant.}}
Gleich noch eine Alternative:
{{Kasten|Spannungsquellen sind elektrotechnische Betriebsmittel, die elektrische Energie liefern können (aktiver Betrieb). Beispiele sind nichtaufladbare Batterien für Taschenlampen, Solarzellen auf Häuserdächern, Netzgeräte im Labor, Generatoren in Kraftwerken. Einige Spannungsquellen können zusätzlich Energie auch aufnehmen (passiver Betrieb). Beispiele dafür sind aufladbare Batterien (Akkumulatoren) zur Speicherung von Solarenergie, Akkumulatoren in Mobiltelefonen oder Elektroautos, Motoren in Elektroautos für Antrieb zum Fahren und zur Energierückgewinnung beim Bremsen, Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken).

Spannungsquellen halten innerhalb betrieblicher Grenzen die elektrische Spannung an ihren Außenanschlüssen näherungsweise konstant.}}
--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 15:11, 19. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 15:37, 19. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 10:03, 21. Dez. 2024 (CET)

:Meine Meinung dazu könnt ihr im Archiv in der Diskussion von 2019 finden. Ich habe immer noch keine Fachliteratur gefunden, in der die Spannungsquelle mit der hier angebrachten Modellerweiterung eingeführt si d. Ich habe in der aktuellen Diskussion keine neue Argumentation gegenüber der Diskussion von 2019 finden können. Bitte neue Argumente liefern oder hier schließen. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 17:33, 21. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Ich suche auch nochmal nach Fachliteratur, welche die Kennlinie der idealen oder linearen Spannungsquelle mit Erzeuger- ''und'' Verbraucherbereich zeigen. Auch Formulierungen, wie "Spannung unabhängig vom angeschlossenen Netzwerk oder Schaltelementen" statt "unabhängig vom angeschlossenen Verbraucher" würde ich notieren. Das wird ein bisschen dauern. Vielleicht kann das Suchergebnis, als neues Argument bewertet, die Diskussion zum Abschluss bringen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 23:44, 21. Dez. 2024 (CET)

:Ja, wenn du Fachliteratur anführen kannst, die das so darstellt, würde das sehr helfen. Ich habe mir mindestens dreimal die Einführung der Spannungsquelle antun dürfen (Schule, Ausbildung, Studium). Zumindest bei den ersten beiden Malen hätte mir keiner damit kommen brauchen, dass eine Spannungsquelle, die als Energiequelle eingeführt wurde, auch eine Senke sein kann. Ich weiß noch, wie unser Leistungselektronikprof. uns zum Einstieg Diagramme elektroechnischer Grundelemente zeichnen ließ. Ich kann sicher sagen, dass es selbst da noch meinen Horizont überstieg. Wenn man in diesem Artikel irgendwas von dem, was du einführen möchtest, darstellen will, dann bitte nicht einleitend. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 00:07, 22. Dez. 2024 (CET)

::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]]: Hier sind einige Fachliteraturquellen, welche direkt oder indirekt auf den Erzeuger- ''und'' Verbraucherbetrieb von idealen oder linearen Spannungsquellen hinweisen. Unterstreichungen sind von mir eingefügt:
::*Albach<ref>Albach: ''Grundlagen der Elektrotechnik 1'', Pearson Studium 2008, ISBN 978-3-8273-7341-0</ref>: Text in Abschn. 3.2, S. 114: "Für eine solche [ideale] Spannungsquelle gilt: Die Ausgangsspannung ist unabhängig von dem angeschlossenen Netzwerk. Der Strom hängt von dem angeschlossenen Netzwerk ab und stellt sich z. B. im Falle eines ohmschen Widerstandes entsprechend der Beziehung <math>I=U/R</math> ein."
::*Clausert, Wiesemann<ref>Clausert, Wiesemann: ''Grundgebiete der Elektrotechnik'' 1, Oldenburg, 9.Aufl. 2002, ISBN 978-3-486275759</ref> führen in Abb. 2.30, Abschn. 2.4.2, S. 53 die Kennlinie einer linearen Spannungsquelle für den gesamten Stromstärkebereich (beide Vorzeichen) ein.
::*Haase, Garbe, Gerth<ref>Haase, Garbe, Gerth: ''Grundlagen der Elektrotechnik'', Schöneworth, 4. Aufl. 2018, ISBN 978-3-9808805-5-8</ref> stellen in Bild 2.1 in Abschn. 2.1 auf S. 14 die Kennlinie der idealen Spannungsquelle für positive und negative Stromstärken vor.
::*Hambley<ref>Hambley: ''Electric Engineering - Principles and Applications'', Pearson, 6th ed. 2016, ISBN 978-93-325-6330-8</ref> beschreibt auf S.40 die ideale Spannungsquelle mit folgendem Text: "The voltage across the [ideal independent voltage] source is independent of other elements that are connected to it and of the current flowing through it."
::*Nerreter<ref>Nerreter: ''Grundlagen der Elektrotechnik'', Hanser, 3. Aufl. 2020, ISBN 978-3-446-46456-8</ref> in Bild 1.22 Abschn. 1.5.3, S. 34: Kennlinie wie bei Clausert, Wiesemann. Als einziger Autor benutzt Nerreter für Quellen das Verbraucherzählpfeilsystem, vermutlich inspiriert durch Netzwerkberechnungs-Software.
::*Paul<ref>Paul: ''Elektrotechnik und Elektronik für Informatiker'', Band 1, Teubner 1994, ISBN 3-519-02126-9</ref> zeichnet in Abschn, 2.1.1.1, Bild 2.1.1, S.70 die Kennlinie einer (unabhängigen) idealen Spannungsquelle mit textlich markiertem Erzeuger- und Verbraucherbereich.
::*Prechtl<ref>Prechtl: ''Vorlesungen über die Grundlagen der Elektrotechnik.'' Band 1, 2. Aufl. 1994,Springer Wien / New York, ISBN 3-211-82553-3</ref> zeichnet in Abb. 8.9 in Abschn. 8.4 die Strom-Spannungskennlinien der idealen und einer realen Spannungsquelle für positive und negative Stromstärken. In Abb. 8.21 auf S. 123 erfasst er auch die Kennlinie einer linearen Gleichspannungsquelle mit beiden Stromstärkenvorzeichen.
::--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 11:19, 23. Dez. 2024 (CET)
:::Danke für die Auflistung. Jetzt kann ich das schwierig prüfen, da ich die Literatur nicht im Haus habe. Im Haus habe ich ''Philippow: Grundlagen der Elektrotechnik, 10. Auflage, ISBN 3-341-01241-9''. Auf S. 43 Einführung der Spannungsquelle und Aufladung von Elektroden. Ab S. 220 dann Spannungsquelle und Entwicklung ESB mit 1-Quadrantenkennlinie. Behandeln die von dir genannten Werke und Fundstellen Grundlagen? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 11:37, 23. Dez. 2024 (CET)
::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] "Behandeln die von dir genannten Werke und Fundstellen Grundlagen?" Ja, das sind alles "nur" Grundlagenbücher (siehe auch Titel), keine Werke zur theoretischen Elektrotechnik. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 12:03, 23. Dez. 2024 (CET)
:::::Wird in den Werken die Spannungsquelle gleich erweitert eingeführt oder wird erst grundlegend eingeführt und dann erweitert? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 12:19, 23. Dez. 2024 (CET)
::::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Ich habe den Eindruck, dass unser ''Problem mit den Leistung aufnehmenden Spannungsquellen als untypischer Sonderfall'' für die Autoren überhaupt nicht existiert. Alle in den Nachweisen beschriebenen Beispiele, die mit mehreren Quellen und Widerständen modelliert werden, führen mit Kirchhoff auf lineare Gleichungen. Da können die durch Quellen fließende Stromstärken je nach den Werten der Widerstände und Quellenspannungen positiv oder negativ ausfallen und die entsprechende Leistung von der Quelle abgegeben oder aufgenommen werden. Das wird nicht als Thema für weitere Erklärungen angesehen.
::::::Ein Beispiel dafür liefert Albach auf S. 135f mit Abb. 3.30. Er schreibt: “In einem Netzwerk mit mehreren Quellen kann ein Teil der Quellen als Verbraucher wirken, wenn sie nämlich die von anderen Quellen abgegebene Energie aufnehmen. Dieser Zustand ist gewollt beim Nachladen einer Batterie.” Die Leistung einer idealen Quelle wird mit <math>P=U_0I</math> einmal an anderer Stelle angegeben. Dass die Umkehr des Vorzeichens von <math>P</math> wegen Stromumkehr die Umkehr der Leistungsrichtung bedeutet, wird nirgends weiter erklärt. Der Autor hält das wohl für selbstverständlich.
::::::Bei Nerreter entsteht zunächst der Eindruck, dass er der idealen Spannungsquelle nur aktiven Betrieb zutraut, indem er auf S. 33 in Bild 1.20 die Quellenspannungskennlinie nur für Stromstärken eines Vorzeichens zeichnet. Diese Beschränkung ist schon auf der nächsten Seite kommentarlos verschwunden, indem im Bild 1.22 für die Kennline der linearen Spannungsquelle (vgl. meinen letzter Beitrag) die im Hintergrund stehende ideale Kennlinie als unabhängig von ''jedem'' Stromstärkewert vorausgesetzt wird.
::::::Ich habe nicht die Zeit, alle Quellen auf deine Fragestellung hin noch einmal zu untersuchen. Mein Eindruck ist, dass die Autoren keine besondere didaktische Zumutung darin sehen, in der theoretischen Behandlung in Rechenmodellen die ideale - und von dieser weitervererbt - die lineare Spannungsquelle durch ''unbegrenzte Kennliniengeraden'' zu beschreiben. Dass z. B. Akkumulatoren auch aufgeladen werden können, ist ihnen vermutlich ebenso selbstverständlich, wie den meisten von uns.
::::::--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:49, 23. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:58, 23. Dez. 2024 (CET)
:::::::Wir könnten jetzt darüber diskutieren, welche Form der Einführung üblich sei und ich würde zur Einführung mit einem Quadranten tendieren, was dir vermutlich nicht helfen würde, meinen Standpunkt zu verstehen. Vielleicht fang ich bei meinem Standpunkt mal kurz mit [[WP:OMA]] an. Theoretisch müssten wir den Artikel so schreiben, dass ihn jeder Anwalt oder Bäcker versteht. Das ist aktuell nicht der Fall. Ihn einleitend in deinem Sinne zu erweitern, würde die Situation nicht verbessern. Wir leben in einer Gesellschaft, in der es nicht mehr normal zu sein scheint, Energieerzeugung von Energiewandlung unterscheiden zu können. Bei WP wird der übliche Sprachgebrauch verwendet (siehe z.B. [[Stromerzeugung]] und zugehörige Diskussion) und so müssen teilweise sogar physikalische Einordnungen, also die korrekte Darstellungen von Dingen, die uns Gott oder das heilige Spaghettimonster gegeben haben, verteidigt werden. In dieser Situation kommst du jetzt und willst Dinge, die in einfacher Form schon so komplex sind, dass sie im allgemeinen nicht verstanden werden, noch komplexer machen. Ich hatte es oben schon geschrieben: Wenn es unbedingt sein muss, bitte nicht einleitend sondern als erweiternder Abschnitt im Artikel und zusätzlich, nicht weiter, als es die Beleglage zulässt. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 22:54, 23. Dez. 2024 (CET)

Bei einer Überarbeitung des Artikels sollten folgende Fakten beachtet werden:
:(1) Der Artikel [[Spannungsquelle]] behandelt (laut Definition an Anfang) die ''Spannungsquelle in der Schaltungstheorie'', also nur das („nichtkäufliche“) ''Modell'' einer „tatsächlich existierenden“ Spannungsquelle, wie es in der [[Netzwerk (Elektrotechnik)|Theorie der elektrischen Netzwerke]] verwendet wird. Deshalb haben hier beispielsweise die Begriffe [[Spannungsregler |geregelte Spannungsquelle]] oder [[Labornetzteil]] eigentlich nichts zu suchen. Die Missverständnisse diesbezüglich könnte man eventuell durch Umbenennung in [[Spannungsquelle (Schaltungstheorie)]] verringern, wie es auch bei [[Stromquelle (Schaltungstheorie)]] getan wurde. Ein Laie muss einen „Artikel zur Schaltungstheorie der Elektrotechnik“ nicht sofort verstehen. Eine deutliche Abgrenzung zu „tatsächlich existierenden Spannungsquellen“ ([[Elektrische Energiequelle|elektrischen Energiequellen]]) in der Einleitung wäre allerdings vorteilhaft.
:(2) Eine (ungesteuerte oder [[Gesteuerte Quelle|gesteuerte]]) Spannungsquelle (ideal oder real, linear oder nichtlinear, resistiv oder reaktiv) ist zwar ein aktiver [[Zweipol]] bzw. [[Zweitor|Vierpol]], das heißt aber nicht, dass sie immer (!) Energie abgeben muss. Letzterer „Normalfall“ tritt nur bei geeigneter Beschaltung zutage. Schon eine [[Leerlauf (Elektrotechnik)|leerlaufende]] Spannungsquelle gibt keine Energie ab. Werden ''zwei aktive Zweipole'' zusammengeschaltet, dann arbeitet einer als Generator und der andere als Verbraucher – es bleiben aber aktive Zweipole! Bei resistiven Zweipolen lässt sich das gut an ihren sich schneidenden Kennlinien darstellen. Leider wird das in der Literatur selten ausführlich behandelt. Manchmal findet man das Thema unter dem Begriff „Zusammenschaltung von aktiven Zweipolen“ ({{Literatur|Autor=Reinhold Paul|Jahr=1993|Titel=Elektrotechnik 1 – Felder und einfache Stromkreise|Ort=Berlin Heidelberg New York|ISBN=3-540-55753-9|Verlag=Springer-Verlag}}). Für das grundlegende Verständnis ist das nicht vordergründig, aber der Fachmann sollte (wie die obige Diskussion zeigt) damit vertraut sein. Deshalb ist der Abschnitt „Vervollständigung“ durchaus angebracht, wenn auch mit einem „passenderen“ Titel (beispielsweise „Spannungsquelle als Verbraucher“).
:(3) In der Schaltungstheorie treten ''passiv betriebene'' Spannungsquellen meistens in Ersatzschaltungen von nichtlinearen Bauelementen auf. Neben der hier aufgeführten Diode stellen die Ersatzschaltbilder von [[Z-Diode#Ersatzschaltbild|Z-Diode]] und von [[Ersatzschaltungen des Bipolartransistors|Bipolartransistor]] solche Beispiele dar, denn bei der [[Linearisierung#Tangente|Linearisierung]] von nichtlinearen Kennlinien entsteht im Allgemeinen ein konstantes Glied, welches durch eine ideale Quelle repräsentiert werden muss. Ein extremes Beispiel ist das [[en:Two-port_network#Impedance_parameters_(z-parameters)|Ersatzschaltbild eines Zweitors]] mit zwei Widerständen und zwei gesteuerten Spannungsquellen, welches natürlich auch für passive umkehrbare Zweitore aus rein ohmschen Widerständen gilt.
:-- [[Benutzer:Reseka|Reseka]] ([[Benutzer Diskussion:Reseka|Diskussion]]) 11:09, 24. Dez. 2024 (CET)

:Danke für den Input. Wie soll das Beachtung finden? Das hilft in der aktuellen Form in der Diskussion nur bedingt weiter, wenn du es nicht konkretisierst. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 12:35, 24. Dez. 2024 (CET)

== Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung ==

Ich habe als Basis den Vorschlag von Alturand genommen und davor noch ein paar Sätze ergänzt, die an Erklärungen im Buch "Elektrotechnik für Dummies" und die verlinkten Wiki-Artikel angelehnt sind.

{{Kasten|Eine Spannungsquelle hat zwei elektrische Pole mit unterschiedlichen [[elektrisches Potential|elektrischen Potentialen]]. Die Differenz zwischen den beiden Potentialen wird als [[elektrische Spannung]] bezeichnet. Werden die beiden Pole durch ein [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch leitfähiges]] Bauelement miteinander verbunden, fließt ein [[elektrischer Strom]]. Die Spannungsquelle gibt dabei [[elektrische Energie]] an das verbundene Bauelement ab. Verbundene Bauteile, die Energie aufnehmen, nennt man Verbraucher oder Belastung. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind [[Elektrischer Generator|elektrische Generatoren]] und [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]].

Eine ideale Spannungsquelle stellt unabhängig von ihrer Belastung eine konstante elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen her. Ihr Komplement ist die ebenfalls idealisierte [[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]], durch die unabhängig von äußeren Faktoren ein bestimmter Strom fließt. Reale Quellen elektrischer Energie weichen von diesen Idealbildern dadurch ab, dass bereit gestellte Spannung und fließender Strom sich abhängig von der Belastung ändern.}} --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 20:59, 26. Dez. 2024 (CET)

Meine Alternative, die [[Benutzer:Reseka]]s Beitrag berücksichtigt und meine vorigen Versionen ersetzt:
{{Kasten|'''Spannungsquelle (Schaltungstheorie)'''

'''Spannungsquellen''' sind Einrichtungen zur Erzeugung einer [[Elektrische Spannung|elekrtischen Spannung]] mit einem vorgegebenem Wert oder Zeitverlauf. Beispiele sind [[Batterie]]n, [[Akkumulator]]en, [[Solarzelle]]n, [[Elektrischer Generator|Elektrische Generatoren]] in Kraftwerken, [[Steckdose]]n im Haushalt, [[Netzteil]]e zum Aufladen von Mobiltelefonen, [[Notstromaggregat]]e, [[Fahrraddynamo]]s und viele andere. Gegenstand dieses Artikels ist nicht die detaillierte technische Beschreibung dieser Einrichtungen, sondern die mathematische Modellierung ihres Betriebsverhaltens.

Ausgangspunkt ist das theoretische Modell der "idealen Spannungsquelle". Deren Spannung ist unabhängig vom Netzwerk, mit dem sie verbunden ist, d. h. durch sie kann ein beliebiger Strom fließen, ohne ihre Spannung zu beeinflussen.
Der Artikel setzt Grundkenntnisse über elektrische Netzwerke voraus.}}--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:48, 26. Dez. 2024 (CET)

:Danke für deinen Vorschlag, aber lies mal bitte [[WP:Einleitung]]. Dein Vorschlag ist für eine Enzyklopädie leider nicht so gut. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 23:12, 26. Dez. 2024 (CET)
::In beiden Ansätzen gibt es Punkte, die mir gefallen und solche, die mir weniger gut gefallen. Ich bleibe mal bei der gleichen Reihenfolge, wie im Text:
::* der erste Satz gefällt mir in der Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] deutlich besser. Denn er sagt klar, was eine Spannungsquelle ist. Die Einschränkung auf "vorgegebenen Wert oder Zeitverlauf" ist IMHO hier nicht notwendig und sogar falsch, wenn ich bspw. mal an meine Solarpanels denke. Gaaanz präzise gesagt, muss die Spannung dort auch nicht erzeugt werden, sondern es reicht, wenn sie an den Polen "abgegriffen" werden kann bzw. die Spannungsquelle die Spannung dort zur Nutzung bereitstellt.
::* den Übergang zur idealen Spannungsquelle finde ich bei @[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] schöner, naja, den hatte ich ja auch schon nach längerer Überlegung selbst so ähnlich formuliert, ich bin also befangen. In der Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] muss die Meta-Aussage über den Artikel, IMHO nicht sein. Es geht ums Lemma und nicht um die Voraussetzungen, einen Artikel zu lesen. Die Umabhängigkeit der Spannung vom durch die SQ fließenden Strom find ich aber gelungener als meine Phrase "unabhängig von der Belastung".
::* Das Ding mit der Energiequelle oder -senke sollte (nach etwas Nachdenken) vielleicht nicht unbedingt direkt in die Einleitung. Da finde ich auch die Version von @[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] eingängiger, weil sie für mein Empfinden präziser auf das Lemma bezogen ist. Hier stört mich die Meta-Aussage auch wieder (s. nächster Punkt)
::* Es gibt die grundsätzliche Frage: Ist eine Spannungsquelle eine (Lemma!) eine theoretische "ideale Spannungsquelle" oder eine praktische mit einer Kennlinie durch 2 (oder 3,4) auf die eine oder andere Art relevante Quadranten. Der aktuelle Artikel beschreibt stärker den ersten Aspekt, die Erwartung der Lesenden dürfte eher den zweiten Aspekt treffen. Da IMHO das Lemma beides abdeckt, sollte der Artikel beides beschreiben und dementsprechend insgesamt neu strukturiert und ausbalanciert werden.
::--[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 09:14, 27. Dez. 2024 (CET)

::::@[[Benutzer:Dermartinrockt]] zu deinem Beitrag 23:12, 26. Dez. 2024 (CET): Deine Meinung könnte hier am besten zur Geltung kommen, wenn auch du einen Einleitungsentwurf vorstelltest.--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 10:41, 27. Dez. 2024 (CET)
:::::Der Ursprung der Diskussion, also der Änderungswille, liegt nicht bei mir. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 14:35, 27. Dez. 2024 (CET)
:::Rückmeldungen eingearbeitet und beide Vorschläge kombiniert.

:::Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine [[elektrische Spannung]] bereit. Sie hat zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]] mit unterschiedlichen [[elektrisches Potential|elektrischen Potentialen]]. Werden die beiden Pole durch [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch leitfähige]] Bauelemente miteinander verbunden, fließt ein [[elektrischer Strom]]. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind [[Elektrischer Generator|elektrische Generatoren]] und [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterien]].

:::Eine ideale Spannungsquelle stellt eine konstante elektrische Spannung zwischen ihren beiden Polen bereit. Diese Spannung ist unabhängig von dem Netzwerk, mit dem sie verbunden ist. Durch die Spannungsquelle kann also ein beliebiger Strom fließen, ohne dass sich die Spannung dadurch ändert. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealbild dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 11:00, 27. Dez. 2024 (CET)

Ich finde [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebins]] Fassung passend. Im folgenden Kasten nochmal der geringfügig gestraffte Text, (hoffentlich) ohne inhaltliche Veränderung.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine elektrische Spannung bereit. Werden ihre Außenanschlüsse durch elektrisch leitfähige Bauelemente miteinander verbunden, fließt ein elektrischer Strom. Bekannte Beispiele für Spannungsquellen sind elektrische Generatoren und Batterien.

Die (erdachte) ''ideale'' Spannungsquelle hat zwei Pole. Sie stellt zwischen diesen eine elektrische Spannung bereit, die unabhängig von dem mit ihr verbundenen Netzwerk ist; d.h. sie hält diese Spannung bei beliebiger Stärke und Richtung des Stroms aufrecht. ''Reale'' Spannungsquellen weichen von diesem Idealbild ab. Ihre Spannung ändert sich mit dem durchfließenden Strom.}}--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 17:00, 27. Dez. 2024 (CET)

:Wieso elektrisch leitfähige Bauelemente? Finde ich in Bezug auf das Modell der idealen Spannungsquelle unpassend. Was spricht gegen "elektrischer Leiter"? Elektrische Bauelemente sind nur eine Teilmenge davon. Selbst bei der realen Spannungsquelle. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 18:40, 27. Dez. 2024 (CET)
::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Sehe ich genau umgekehrt. Wikipedia selber beschreibt einen elektrischen Leiter als Mittel zum Transport von Elektronen mit möglichst geringen Widerstand, was hier eine unnötige Einschränkung wäre. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 19:47, 27. Dez. 2024 (CET)
:::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]]: Das sehe ich wie [[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]]. Ein elektrischer Leiter ist kein Bauelement. Er würde die Spannungsquelle allenfalls kurzschließen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:28, 27. Dez. 2024 (CET)
::::Ich halte den Satz für unpräzise: Auch bei einer RLC-Reihenschaltung als Last fließt zeitweise ein Strom obwohl der Kondensator weder als Leiter noch als leitfähiges Bauelement gelten dürfte. Hingegen fließt kein Strom, wenn die SQ mit einer ebenfalls leitfähigen Spannungsquelle gleicher Spannung in Gegenrichtung beschaltet wird.
::::Die Spannungsquelle stellt zwischen ihren Polen/Klemmen eine elektrische Spannung (Potentialunterschied wäre auch wieder falsch, denken wir an Induktion mit ringförmigen E-Feldern) her, als "ideale" Spannungsquelle unabhängig vom durch hinein- oder herausfließenden Strom, ansonsten beschrieben durch ihre Kennlinie. --[[Benutzer:Alturand|Alturand]]…[[Benutzer Diskussion:Alturand|D]] 21:05, 27. Dez. 2024 (CET)
:::::@[[Benutzer:Alturand|Alturand]] Was folgt daraus? Ich sehe zwei Optionen für die Einleitung: Erstens allgemeinverständlich, also möglichst einfache Begriffe und Vertiefung in einem späteren Abschnitt. Zweitens wie jetzt - Fachbegriffe, die präziser sind, dafür aber durchschnittliche Abiturienten überfordern.
:::::Mein Vorschlag gilt nur für die erste Option. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 21:41, 27. Dez. 2024 (CET)
::::::Ich würde den zweiten Satz so formulieren: Bei Verbindung ihrer Außenanschlüsse mit elektrischen Bauelementen oder einem Netzwerk kann ein elektrischer Strom fließen. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:20, 27. Dez. 2024 (CET)--[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 22:41, 27. Dez. 2024 (CET)
::::Was ist Strom? Die gerichtete, erzwungene Bewegung freier Ladungsträger in einem elektrischen Leiter. In einem elektrischen Bauelement müssen sich also leitfähige Stoffe befinden. Nenne mir ein elektrisches Bauelement, in dem Stromfluss nicht über irgendeinen elektrischen Leiter erfolgt. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 19:01, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::Der Kondensator! --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 19:37, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::Und es gibt keinen Stromfluss zum Feldaufbau? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 20:25, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::Beim Bauelement Kondensator verstehe ich den Konvektionsstrom in seinen Zuleitungen nicht als wesentlich für sein Wirkprinzip.
:::::::Was ist falsch an dem Satz: "Bei Verbindung ihrer Außenanschlüsse mit elektrischen Bauelementen oder einem Netzwerk kann ein elektrischer Strom fließen."? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 20:56, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::Flasch nichts. Was ist ein "Netzwerk"? Mir brauchst du das nicht erklären, aber dem Leser. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:12, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Ich wiederhole die Frage und bitte dich dabei, dir vorzustellen, alle Wörter wie ''Verbindung'', ''Außenanschlüsse'', ''elektrisches Bauelement'', ''Netzwerk'' und ''elektrischer Strom'' seien durch Wikipedia-Links erklärt.
:::::::::Also, was ist falsch an dem Satz? --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:31, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::::Wir haben selbst zu Beginn der gesamten Diskussion nicht daüber diskutiert, dass was falsch ist. Es geht um Verständlichkeit. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:44, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::@[[Benutzer:Dermartinrockt|Dermartinrockt]] Der wesentliche Punkt ist aus meiner Sicht, dass der Begriff mehrdeutig verwendet wird. Du meinst den Gegensatz zum Isolator. Beispielsweise https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/elektrische-leiter definiert ihn anders. --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 19:46, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::Es gibt Leiter und Nichtleiter (Isolator)? Egal. Das Ding ist, das eine reale Spannungsquelle alles mögliche sein kann und auch ein Leiter. Den idealen Nichtleiter gibt es in Realität nicht, sodass bei genug Spannung theoretisch alles zum Leiter werden kann. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 20:32, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::Kannst du den Satz: "Das Ding ist, das[s] eine reale Spannungsquelle alles mögliche sein kann und auch ein Leiter." an einem Beispiel für ''Spannungsquelle'' und für ''Leiter'' erklären. Vielleicht erkenne ich dann auf den zweiten Blick, dass er gar nicht absurd ist. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:07, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::"Absurd" ist kein Argument. Sag, was du an meinem Standpunkt nicht verstehst. Es gibt reale technische und natürliche Spannungsquellen und im Zusammenhang damit alles mögliche an Leitern. Was muss ich dazu noch erläutern, damit klar wird, was ich meine? --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:11, 28. Dez. 2024 (CET)
:::::::::Dass eine Spannungsquelle oder ein Leiter alles Mögliche sein kann, ist nichtssagend. Es ist das Ziel des Artikels, die Spannungsquelle zu erklären. "Alles Mögliche" reicht dafür nicht. --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 21:35, 28. Dez. 2024 (CET)
::::::::::Worauf bezieht sich deine Aussage? Es ging mal um elektrische Leiter und eletrische Bauelemente und was von was eine Teilmenge sei. Wir können es an dieser Stelle sein lassen. --[[Benutzer:Dermartinrockt|Scientia potentia est [Dermartinrockt]]] ([[Benutzer Diskussion:Dermartinrockt|Diskussion]]) 21:46, 28. Dez. 2024 (CET)
Hier noch ein überarbeiteter Vorschlag, der auch auf Gleich- und Wechselspannung eingeht, einen typischen Anwednugsfall enthält und am Ende in die Formulierungen aus dem aktuellen Artikel übergeht.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt eine [[elektrische Spannung]] bereit.
Sie hat zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Eine [[Gleichspannung]]squelle erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel. Ein bekanntes Beipiel hierfür ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]. Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist ein [[elektrischer Generator]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt.

Im Idealfall hängt die Spannung, die die Spannungsquelle bereit stellt, gar nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab. Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt.
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

usw...

:}} --[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]] ([[Benutzer Diskussion:Buecherdiebin|Diskussion]]) 14:15, 30. Dez. 2024 (CET)

@[[Benutzer:Buecherdiebin|Buecherdiebin]]: Ich finde deinen Vorschlag gut. Wenn du meine Änderungen vor "Diese erzeugt am Minuspol..." unpassend findest, können sie auch wieder weg. Hier die ganze Einleitung.
{{Kasten|Eine '''Spannungsquelle''' stellt [[elektrische Spannung]] bereit.
In der Ausführung als [[Gleichspannung]]squelle hat sie zwei [[Elektrischer Pol|elektrische Pole]]. Diese erzeugt am Minuspol einen Elekronenüberschuss und am Pluspol einen Elektronenmangel. Ein bekanntes Beipiel hierfür ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]. Bei einer [[Wechselspannung]]squelle
wechselt die Polarität regelmäßig. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist ein [[elektrischer Generator]].

Ein typischer Anwendungsfall für eine Spannungsquelle ist ein [[Stromkreis]], in dem eine Spannungsquelle [[elektrische Energie|Energie]] an einen [[Elektrischer Verbraucher|Verbraucher]] abgibt.

Im Idealfall hängt die Spannung, die die Spannungsquelle bereit stellt, gar nicht von der [[Elektrische Stromstärke|elektrischen Stromstärke]] in der Quelle ab. Die gelieferte elektrische Spannung ist im Idealfall somit unabhängig von der äußeren Beschaltung. Reale Spannungsquellen weichen von diesem Idealfall dadurch ab, dass sich die bereit gestellte Spannung ändert, wenn sich der Strom ändert, der durch sie fließt.
Realisiert die Spannungsquelle das Idealverhalten innerhalb nur kleiner Abweichungen, so wird sie auch als ''Konstantspannungsquelle'' bezeichnet oder, wenn sie besonders präzise ist, als [[Referenzspannungsquelle]].

Eine Spannungsquelle dient vorzugsweise als [[elektrische Energiequelle]], die abhängig vom angeschlossenen Verbraucher elektrischen Strom liefert, dabei aber nicht mit einer ''[[Stromquelle (Schaltungstheorie)|Stromquelle]]'' (siehe [[#Zusammenhang|unten]]) verwechselt werden darf. Ferner kommt sie als Lieferant von [[Elektrisches Signal|elektrischen Signalen]] vor.

Eine Spannungsquelle kann auch ein Gegenstand sein, der lediglich ein [[elektrisches Feld]] erzeugen kann, dabei aber nur kurzzeitig oder in nicht verwertbarem Umfang zur Stromabgabe fähig ist.}} --[[Benutzer:Modalanalytiker|Modalanalytiker]] ([[Benutzer Diskussion:Modalanalytiker|Diskussion]]) 16:10, 30. Dez. 2024 (CET)

Diskussion:Spannungsquelle

2024-12-28T20:35:02Z

Modalanalytiker: /* Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung */ Antwort

Diskussion:Spannungsquelle

2024-12-28T20:31:26Z

Modalanalytiker: /* Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung */ Antwort

Diskussion:Spannungsquelle

2024-12-28T20:07:49Z

Modalanalytiker: /* Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung */ Antwort

Diskussion:Spannungsquelle

2024-12-28T19:56:38Z

Modalanalytiker: /* Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung */ Antwort

Diskussion:Spannungsquelle

2024-12-28T18:37:48Z

Modalanalytiker: /* Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung */ Antwort

Diskussion:Spannungsquelle

2024-12-27T21:42:15Z

Modalanalytiker: /* Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung */

Diskussion:Spannungsquelle

2024-12-27T21:20:30Z

Modalanalytiker: /* Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung */ Antwort

Diskussion:Spannungsquelle

2024-12-27T19:28:41Z

Modalanalytiker: /* Vorschlag für allgemeinverständliche Einleitung */ Antwort