Strom-Spannungs-Kennlinie

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Die Strom-Spannungskennlinie oder U/I-Charakteristik, etwas trivialer auch Strom-Spannungs-Kurve beschreibt die Eigenschaft zweipoliger elektrischer Bauelemente, in Abhängigkeit von der Spannung Strom unterschiedlich zu leiten. Praktisch ist häufig im Zusammenhang mit Spannungsquellen (Akkumulatoren) und Halbleitern (Dioden) von Strom-Spannungskennlinien dier Rede.

Nach Thevenins Gesetz kann jedes System aus Spannungsquellen und (komplexen) Widerständen als zweipoliges elektrisches Bauelement modelliert werden. Daher ist es auch möglich, Strom-Spannungskennlinien komplexerer Baugruppen aufzuzeichnen.

Im einfachsten Fall verläuft die Kennlinie linear, insbesondere wenn der Innenwiderstand des Elementes ein ohmscher Widerstand ist. Dies ist bei idealen Spannungsquellen der Fall.

Bei Halbleitern wie der idealen Diode ist jedoch eine rechtwinklig gekrümmte, nichtlineare Kennlinie erwünscht. Auch nicht ideale Spannungsquellen verhalten sich in unterschiedlichem Ausmass nichtlinear.

nichtlineare Kennlinie einer Solarzelle

Werden die Geraden und der Kennlinie nur einmal geschnitten, spricht man bei von Leerlaufspannung, bei vom Kurzschlussstrom.

Messverfahren

Grundsätzlich kann dieselbe Kennlinie auf zwei Arten ermittelt werden:

  1. Im potentiostatischen Fall wird zu einem Zeitpunkt   eine Anfangsspannung   an die Elektroden angelegt. Die angelegte Spannung wird dann schrittweise bis zum Erreichen der Endspannung   erhöht.
  2. Im galvanostatischen Fall wird ein Strom   angeregt, der dann schrittweise erhöht wird, bis der Endstrom   erreicht ist.