Können Lasten mehr Leistung aufnehmen als benötigt/angefordert?

Nun, es hängt von Ihrem Generator ab.

Die gleiche Argumentation gilt für AC und DC. Verwenden wir zur Vereinfachung DC- und reine ohmsche Lasten. Lassen Sie uns nur zwei davon verwenden: R1 und R2.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Fall 1

Stellen Sie sich vor, Ihr Generator ist eine Spannungsquelle mit der Spannung U1 und einer maximalen Ausgangsleistung P1_max (also einem maximalen Strom I1 = P1_max/U1).

Vorausgesetzt, der Generator kann genügend Strom liefern, beträgt die von R2 verbrauchte Leistung P2 = U1 ^ 2 / R2 und die von R3 verbrauchte Leistung P3 = U1 ^ 2 / R3. Die vom Generator bereitgestellte Leistung ist P1=P2+P3 <= P1_max.

Wenn Sie in diesem Fall einen Verbraucher trennen, hat dies keinen Einfluss auf den anderen Verbraucher. Und der Generator erzeugt einfach weniger Strom. Dies ist das gewünschte Verhalten in den meisten Stromnetzen. Wenn Sie Ihren Ofen ausschalten, möchten Sie nicht, dass das Radio den Strom erhält, der nicht mehr vom Ofen verwendet wird, oder Sie würden das Radio zerstören.

Fall 2

Der Generator ist ein Stromgenerator, der unabhängig von der Last ständig die Leistung P1 (= P1_max) erzeugt.

Nehmen wir an, wenn alles angeschlossen ist, entspricht die Spannung U1 des Generators der Nennspannung für die Verbraucher.

Wir haben P1=U1_nomxI1_nom=U1_nom²/R2 + U1_nom²/R3.

Also P1=U1_nom²x(1/R2 + 1/R3)

Nehmen wir nun an, wir trennen R2, während wir die Leistung konstant halten. Wir haben jetzt P1=U1xI1=U1²/R3, also U1=sqrt(R3xP1).

Wenn wir die vorherigen Gleichungen wiederverwenden, erhalten wir

U1 = sqrt(R3xP1) = sqrt(R3xU1_nom²x(1/R2 + 1/R3)) = U1_nom x sqrt(1+R3/R2)

Wenn Sie also R2 trennen, steigt die Spannung über die Nennspannung (um einen Faktor sqrt(1+R3/R2)>1, und die von R3 verbrauchte Leistung steigt mit dem Quadrat dieses Faktors (dh um 1+R3/ R2).

In diesem zweiten Fall zwingen Sie also tatsächlich mehr Leistung in die verbleibende Last (durch Erhöhen der Spannung), was zur Zerstörung der Last führen kann.

Also zusammenfassend:

• Wenn Sie einen Spannungsgenerator haben, dann hat er nur eine maximale Leistung. Solange diese nicht überschritten wird, bleibt die Spannung konstant. Auf diese Weise können Sie Lasten ein- und ausstecken und eine Last zieht immer die gleiche Leistung: ihre Nennleistung. Das wünscht man sich in den meisten Fällen zB bei Haushaltsgeräten.

• Wenn Sie einen Konstantstromgenerator haben und dann eine Last entfernen, wird die verbrauchte Energie auf die anderen Geräte aufgeteilt, indem die Spannung erhöht wird. Das könnte diese anderen Geräte beschädigen, wenn die Spannung zu hoch ansteigt. Dies ist nützlich, um die maximale Leistung aus einem Generator zu ernten, beispielsweise mit einer Windkraftanlage oder einem Solarpanel. Die Ausrüstung auf der anderen Seite muss jedoch in der Lage sein, diese zusätzliche Leistung aufzunehmen. Zum Beispiel ist es oft in Ordnung, Batterien aufzuladen, aber versuchen Sie dasselbe mit etwas Empfindlicherem, wie einem Computer, und Sie werden ihn zerstören.

In realen Stromnetzen wie dem Stromnetz ist es ein bisschen eine Mischung. Wenn einige wenige elektrische Geräte ausgeschaltet werden, steigen die Spannungen geringfügig an, aber Haushaltsgeräte vertragen die Netztoleranz problemlos. Wenn die Spannung zu hoch ansteigt, muss der Netzbetreiber sie regulieren, indem er einen Stromgenerator herunterfährt oder Wasser in Dämme pumpt, um Energie für den späteren Gebrauch zu speichern. Wenn der Netzbetreiber dies nicht tut, dann würde die Spannung am niedrigsten Stromverbrauch (Mitten in der Nacht) viel zu hoch sein und Geräte zerstören.

Wenn Sie in kleinerem Maßstab einen Kraftstoffgenerator verwenden, variiert dieser die erzeugte Leistung, indem er mehr oder weniger Kraftstoff verbraucht, um eine stabile Ausgangsspannung zu gewährleisten.