50ohm-contents-dl/contents/slides/spannungsstabilisierung.md

• Eingangsspannung kann variieren
• Beispielsweise bei durch Akku betriebenen Geräten
• Empfindliche Baugruppen (z.B. Oszillatoren) würden die Frequenz ändern
• Abhilfe: Spannungsstabilisierung

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Stabilisierung mit Z-Diode

[picture:323:a_Stabilisierung mit Z-Diode:Spannungsstabilisierung mit Z-Diode] * Sehr einfache Schaltung * Kann die Ausgangsspannung in Grenzen stabil halten --- [question:AD321] --- style="font-size: 0.7em;" #### Lösungsweg * gegeben: $R_L = \qty{470}{\ohm}$ * gegeben: $I_L = \qty{10}{\milli\ampere}$ * gegeben: $I_Z = \qty{15}{\milli\ampere}$ * gegeben: $U_{\mathrm{in}} = \qty{13,8}{\volt}$ * gesucht: $\eta = \frac{P_L}{P_{\mathrm{in}}}$ $P_L = I_L^2 \cdot R_L = (\qty{10}{\milli\ampere})^2 \cdot \qty{470}{\ohm} = \qty{47}{\milli\watt}$ $P_{\mathrm{in}} = U_{\mathrm{in}} \cdot I_{\mathrm{in}} = U_{\mathrm{in}} \cdot (I_Z + I_L) = \qty{13,8}{\volt} \cdot (\qty{15}{\milli\ampere} + \qty{10}{\milli\ampere}) = \qty{345}{\milli\watt}$ $\eta = \frac{P_L}{P_{\mathrm{in}}} = \frac{\qty{47}{\milli\watt}}{\qty{345}{\milli\watt}} \approx \num{0,14}$ --- ## Linarer Spannungsregler [picture:985:a_spannungsregler_linear:Schaltbild eines linearen Spannungsreglers] * Leistungstransistor wird als veränderlicher Widerstand betrieben * Bildet zusammen mit dem Lastwiderstand einen Spannungsteiler * Wirkungsgrad ist oft sehr niedrig

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[question:AD315]

[question:AD319]

Lösungsweg

• gegeben: U_{\mathrm{in}} = \qty{13,8}{\volt}
• gegeben: U_{\mathrm{out}} = \qty{9}{\volt}
• gegeben: I = \qty{900}{\milli\ampere}
• gesucht: P_V

$U_{IC1} = U_{\mathrm{in}} - U_{\mathrm{out}} = \qty{13,8}{\volt} - \qty{9}{\volt} = \qty{4,8}{\volt}$ $P_V = U_{IC1} \cdot I = \qty{4,8}{\volt} \cdot \qty{900}{\milli\ampere} = \qty{4,32}{\watt}$ --- [question:AD320] --- #### Lösungsweg * gegeben: $U_{\mathrm{in}} = \qty{13,8}{\volt}$ * gegeben: $U_{\mathrm{out}} = \qty{5}{\volt}$ * gegeben: $I_{\mathrm{in}} = \qty{455}{\milli\ampere}$ * gegeben: $I_{\mathrm{out}} = \qty{450}{\milli\ampere}$ * gesucht: $\eta$ $\eta = \frac{P_{\mathrm{out}}}{P_{\mathrm{in}}} = \frac{U_{\mathrm{out}} \cdot I_{\mathrm{out}}}{U_{\mathrm{in}} \cdot I_{\mathrm{in}}} = \frac{\qty{5}{\volt} \cdot \qty{450}{\milli\ampere}}{\qty{13,8}{\volt} \cdot \qty{455}{\milli\ampere}} \approx \num{0,36}$ --- ## Festspannungsregler [picture:200:a_Festspannungsregler:Festspannungsregler] * Ausgelegt als IC * Arbeiten wie linare Spannungsregler mit sehr genauer Spannungsreferenzquelle und optimaler elektronischer Regelung * Auch bei starker Schwankung auf der Eingangsseite ist die Ausgangsseite sehr stabil

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[question:AD317]

[question:AD316]

[question:AD318]

Lösungsweg

• gegeben: U_{\mathrm{in}} = \qty{13,8}{\volt}
• gegeben: U_{\mathrm{out}} = \qty{5}{\volt}
• gegeben: R_L = \qty{10}{\ohm}
• gesucht: P_V

$I = \frac{U_{\mathrm{in}}}{R_L} = \frac{\qty{5}{\volt}}{\qty{10}{\ohm}} = \qty{500}{\milli\ampere}$ $U_{IC1} = U_{\mathrm{in}} - U_{\mathrm{out}} = \qty{13,8}{\volt} - \qty{5}{\volt} = \qty{8,8}{\volt}$ $P_V = U_{IC1} \cdot I = \qty{8,8}{\volt} \cdot \qty{500}{\milli\ampere} = \qty{4,4}{\watt}$