6 Gleichstromkreise

6.1 Grundlagen der Netzwerktheorie

6.1.1 Zweipole

6.1.1.1 Definition

Ein Bauelement, das nur über zwei Anschlüsse elektrisch zugänglich ist, wird in der Elektrotechnik als Zweipol (two-terminal network) bezeichnet.

Abhängig vom inneren Aufbau und vom elektrischen Verhalten nach außen werden zwei Arten von Zweipolen unterschieden:

Aktive Zweipole
Passive Zweipole

6.1.1.2 Aktive Zweipole

Aktive Zweipole können an ihren Anschlüssen elektrische Energie abgeben. Dadurch entsteht zwischen den Anschlüssen eine Spannung U und der Strom I fließt aus dem Zweipol heraus. Ein aktiver Zweipol wird daher auch als Erzeuger bezeichnet.

Aktive Zweipole geben im Betrieb elektrische Energie ab.

Aktive Zweipole sind z.B. Batterien, Akkumulatoren in der Entladephase und Generatoren, da sie Energie abgeben können.

6.1.1.3 Passive Zweipole

Passive Zweipole sind alle anderen Anordnungen, die im Betrieb elektrische Energie aufnehmen z.B. Glühlampen, Motoren, elektrische Heizkörper aber auch Akkumulatoren in der Ladephase. Ein passiver Zweipol ist daher ein Verbraucher.

Passive Zweipole nehmen im Betrieb elektrische Energie auf.

6.1.2 Vierpole

6.1.2.1 Definition

Neben den Zweipolen kommen in der Elektrotechnik auch mehrpolige Anordnungen vor. Die häufigste Ausführung ist der Vierpol (four-terminal network), d.h. die Anordnung ist durch vier Klemmen elektrisch zugänglich.

Praktische Beispiele für Vierpole sind Transformatoren, Verstärker und Filter, aber auch elektrische Leitungen (Zweidrahtleitungen) sind eigentlich Vierpole mit einem Eingang und einem Ausgang.

6.1.2.2 Das Kettenzählpfeilsystem

Dargestellt werden Vierpole analog zu den Zweipolen, wobei 2 Klemmen als Eingang und 2 Klemmen als Ausgang bezeichnet werden. Üblicherweise wird der Eingang als Verbraucher und der Ausgang als Erzeuger angesehen und es ergibt sich das so genannte Kettenzählpfeilsystem.

6.1.3 Schaltzeichen

In der Elektrotechnik werden Zwei- und Vierpole in den verschiedensten Kombinationen miteinander verschaltet. Um dies graphisch darzustellen bedient man sich so genannter Schaltpläne (circuit diagrams). Dabei sind die vorhin verwendeten Darstellungen von Zwei- und Vierpolen zwar prinzipiell zulässig, in der Praxis aber oft umständlich anzuwenden, da immer eine Beschriftung notwendig ist, die Aufschluss über das Innenleben des Zwei- bzw. Vierpols gibt.

Es wurden daher für häufig verwendete Komponenten Schaltzeichen (circuit symbols) entwickelt, die ohne zusätzliche Beschriftung die Art des Zwei- bzw. Vierpols festlegen. Um hier eine einheitliche Darstellung zu gewährleisten, sind die Schaltzeichen der einzelnen Komponenten genormt.

In der Tabelle ist eine Auswahl der in diesen Unterlagen verwendeten Schaltzeichen angeführt.

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