Allgemein, Netzteile

Elektronik-Wissen: Spannungsregler

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In Zusammenhang mit Netzteilen wird auch häufig der Begriff „Spannungsregler“ genannt.  Als Spannungsregler werden elektronische Bauteile bezeichnet, die zur Stabilisierung von elektrischen Spannungen eingesetzt werden. Dabei können Gleich- und Wechselspannungen mithilfe eines Spannungsreglers auf einem konstanten Niveau gehalten werden.

Elektrische Verbraucher sind auf eine stabile Spannung angewiesen. Auch Schaltungen benötigen eine vom Netz unabhängige und konstante Spannung. Aus diesem Grund verwendet man Spannungsregler wie Linearregler und Schaltregler für Gleichspannung. Zu den linearen Reglern zählen Längsregler, Querregler und eine Kombination beider Regler-Modelle. Lineare Regler können für die parallele Stabilisierung und Serienstabilisierung verwendet werden.

Einen unabhängigen Typ von Spannungsreglern stellen Schaltregler dar. Ihre Funktionsweise unterscheidet sich von den Linearreglern dadurch, dass die eingehende Spannung periodisch geschalten und zu einem Speicher abgegeben wird. Am Aushang liegt beim Schaltregler dann eine konstante Durchschnittsspannung an. Der Schaltregler ist effektiver als ein Linearregler, aber dafür auch komplexer aufgebaut.

Zur Stabilisierung von Wechselspannungen kommen hingegen Stelltransformatoren und magnetische Spannungskonstanthalter zum Einsatz. Stelltransformatoren bieten eine vergleichbar geringe Verlustleistung, arbeiten im Betrieb aber auch sehr langsam. Die magnetischen Spannungskonstanthalter haben sich besonders für Geräte mit Röhrentechnik etabliert.

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Allgemein

Was versteht man unter Netzfrequenz?

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Als Netzfrequenz wird die Frequenz in einem Stromnetz bezeichnet. Bei dieser Frequenz zur elektrischen Energieversorgung handelt es sich um eine Wechselspannung. Innerhalb eines Stromversorgungsnetzes ist die Frequenz immer einheitlich: In Europa weist das Verbundnetz einen Wert von 50 Hz auf.

Die Netzfrequenz verläuft zeitlich immer konstant. Wenn die Frequenz von ihrem Nennwert abweicht, kann man diese Änderung als Qualitätsindikator messen. In diesem Zusammenhang sprechen die Energieversorger von der sogenannten Momentanleistung. Die elektrische Energie lässt sich in einem Verbundnetz nur verteilen, aber kaum speichern. Dies bedeutet, dass die Energie lediglich vom Versorger an den Verbraucher verteilt werden kann. Im Stromnetz sinkt die Netzfrequenz grundsätzlich immer dann, wenn ein Unterangebot elektrischer Energie vorhanden ist. Im umgekehrten Fall, wenn zu viel elektrische Leistung produziert wird, steigt die Netzfrequenz. Diese Abweichungen sind aber in der Praxis minimal und liegen bei weniger als 0,2 Hz.

Die Netzfrequenz des Verbundnetzes wird permanent überwacht. Ein klassisches Messgerät für die Netzfrequenz ist der Zungenfrequenzmesser. Um Schwankungen im Verbundnetz zu vermeiden, kontrollieren die Energieversorger die Netzspannung heute an verschiedenen Stellen mit digitalen Messgeräten und elektronischen Frequenzmessern. Der Spannungsverlauf dokumentiert diese Messwerte und zeigt Schwankungen an.

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Allgemein, Netzteile

Netzteile-Übersicht

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Netzteile kennt jedermann aus dem Haushalt. Zu den bekanntesten Netzteilen zählt das Steckernetzteil von Mobilfunktelefonen oder vergleichbaren Geräten. Bei einem Steckernetzteil sind Netzteil und Stecker eine bauliche Einheit. Bei den heute handelsüblichen Steckernetzteilen handelt es sich meist um Schaltnetzteile, die einen besonders hohen Wirkungsgrad aufweisen. Das Netzteil kann alternativ auch als Trafonetzteil konzipiert sein – diese Bauweise auf Basis eines Transformators wird heute aber nur noch für spezielle Anwendungsgebiete eingesetzt. Grund: Trafonetzteile erreichen nur einen Wirkungsgrad von maximal 50 Prozent. Bei einem Schaltnetzteil liegt der Wirkungsgrad hingegen bei meist 90 Prozent und mehr.

Netzteile wandeln für Baugruppen oder ganze Geräte den benötigten Strom um. Viele Geräte wie Mobiltelefone benötigen eine andere Spannung als die, die aus der Steckdose kommt. In diesem Fall muss immer ein Netzteil zwischen Stromnetz und Gerät geschaltet werden, das die Spannung auf das benötigte Niveau reguliert. Bei einem Steckernetzteil für ein Telefon findet diese Umwandlung beispielsweise gleich im Netzteil statt, das mit dem Stecker eine Einheit bildet. Netzteile eignen sich grundsätzlich für verschiedene Ausgangsspannungen – diese können fest eingestellt oder variabel sein. Häufig sind Netzteile auch als eigenständige Geräte ausgeführt: Zu den bekanntesten Modellen gehören Netzteile für Drucker und Notebooks.

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