Klemmenspannung

Mit der Klemmenspannung befassen wir uns in diesem Artikel. Dabei erklären wir euch, was man unter der Klemmenspannung versteht und wie man diese berechnet. Dieser Artikel gehört zum Bereich Elektrotechnik bzw. Physik.

Um diesen Artikel zur Klemmenspannung zu verstehen, sind einige Grundlagen notwendig. Für all diejenigen, welche mit den Begriffen Strom, Spannung, Widerstand, Ohmsches Gesetz etc. noch nichts anfangen können, stehen die folgenden Artikel zur Auffrischung der Grundlagen bereit.

• Strom, Spannung und Widerstand
• Ohmsches Gesetz
• Elektrischer Stromkreis
• Kurzschluss
• Leerlaufspannung

Unter der Klemmenspannung versteht man die Spannung, welche zwischen dem Pluspol und dem Minuspol einer Spannungsquelle vorhanden ist. Die Klemmenspannung hängt davon ab, ob die Spannungsquelle von außen belastet wird oder nicht.

Klemmenspannung (Unbelastete Spannungsquelle)

Jede Spannungsquelle hat einen eigenen Innenwiderstand. Man könnte meinen, dass eigentlich ein Teil der Spannung der Quelle hier abfallen müsste. Warum das dennoch nicht so ist, sehen wir gleich. Die folgende Grafik zeigt euch den Aufbau (Erklärungen folgen im Anschluss):

Die Spannungsquelle liefert die Quellenspannung U₀ ab. An dem Innenwiderstand R_i müsste normalerweise eine Spannung abfallen. Da die Schaltung jedoch nicht geschlossen ist, kann kein Strom fließen und somit auch keine Spannung am Innenwiderstand abfallen. Die folgenden Formeln zeigen den allgemeinen Zusammenhang:

Da der Strom "I" jedoch Null ist, ist auch R_I · I und damit U_RI Null. Somit vereinfacht sich die Klemmenspannung für eine unbelastete Quelle zu U_O = U_KL.

Klemmenspannung (Belastete Spannungsquelle)

Jede Spannungsquelle hat einen eigenen Innenwiderstand. An diesem Innenwiderstand fällt ein Teil der Spannung ab, den die Spannungsquelle liefert. Die folgende Grafik zeigt euch den Aufbau (Erklärungen folgen im Anschluss), diesmal mit einem belastenden Widerstand:

Die Spannungsquelle liefert die Quellenspannung U₀ ab. An dem Innenwiderstand R_i fällt bereits eine Spannung ab. Zudem fällt auch am belastenden Widerstand des Verbrauchers Spannung ab. Die Spannung an dem Verbraucher ist dabei genauso groß, wie die Klemmenspannung . Die Formel dabei sieht wie folgt aus:

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