Unterschied zwischen Strom- und Spannungsquellen

Es wird angenommen, dass eine Spannungsquelle Energie mit einer bestimmten Klemmenspannung liefert, die nicht vom Strom der Quelle abhängt. Andererseits wird angenommen, dass eine Stromquelle Energie mit einem bestimmten Strom durch die Anschlüsse liefert.

Sowohl Strom- als auch Spannungsquellen sind ideal. In der Praxis stellen wir eine reale Spannungsquelle als ideale Spannungsquelle in Reihe mit einem Widerstand und eine reale Stromquelle als ideale Stromquelle parallel zu einem Widerstand dar.

Alles Gute.

Ihre Analogie mit dem Wasserfluss durch ein Rohr ist richtig. In dieser Analogie entspricht eine Spannungsquelle einer Pumpe, die einen bestimmten Druck erzeugt, und eine Stromquelle entspricht einer Pumpe, die eine bestimmte Wasserverdrängung (Volumen pro Sekunde) erzeugt.

Um es etwas anders auszudrücken, haben wir vor mehr als fünfzig Jahren in der Gymnasialphysik gelernt, dass in der Wasseranalogie die Spannung dem Druck entspricht, der der Höhe der Fallhöhe im Wassersystem entspricht. Das entspricht natürlich Gleichstrom und unsere Steckdosen sind Wechselstrom. Aber die Spannung ist fest, also sind sie Spannungsquellen, so wie unsere Wasserleitungen feste Druckquellen sind. Wir regulieren den Wasserfluss, indem wir Ventile (Wasserhähne) drehen, um die Größe der Öffnung zu verändern. Wir regulieren den Stromfluss, etwa in einem Elektroherd oder einer Leuchte mit Dimmschalter, indem wir den Widerstand verändern. Die Steuerung wirkt in jedem Fall wie eine Drosselstelle im Leitungssystem.

Eine Spannungsquelle liefert eine konstante Spannung, aber einen variablen Strom, und eine Stromquelle liefert einen konstanten Strom und einen variablen Strom bei einer gegebenen Last.

Wenn Sie es von der praktischen Seite aus betrachten, ist es das

Spannungsquelle = stabilisierte (feste) Spannung. Das ist es, was wir normalerweise als Energiequelle erwarten.

Stromquelle = stabilisierter (fester) Strom. Diese Art von Quelle erhöht/verringert ihre Ausgangsspannung, um dem erforderlichen Strom zu entsprechen. Dies wird verwendet, um nichtlineare Geräte wie LEDs, Laser, Gasentladungsröhren mit Strom zu versorgen.

Es ist vielleicht einfacher, eine Batterie als Spannungsquelle ohne Innenwiderstand zu betrachten.
Innerhalb der Batterie hält eine chemische Reaktion eine konstante Potentialdifferenz aufrecht$V_b$über die Klemmen der Spannungsquelle.
Schließen Sie nun eine andere Spannungsquelle an$V_s$und einen Widerstand$R$über die Pole der Batterie mit den Minuspolen der Batterie und der zusammengeschalteten Spannungsquelle fließt dann ein Strom$I_b$fließt im Kreislauf.

Die Anwendung des Kirchhoffschen Spannungsgesetzes ergibt

$V_b - V_s = I_b R$

Wenn$V_b > V_s$dann der Strom$I_b$fließt aus dem Pluspol der Batterie.
Das Ändern des Widerstandswerts des Widerstands ändert nicht die Potentialdifferenz an den Anschlüssen der Batterie.

Wenn$V_b<V_s$dann fließt Strom in den Pluspol der Batterie, aber die Spannung an den Klemmen ändert sich auch bei Widerstand nicht$R$und damit der Strom$I$Änderungen.

Sie können dies so interpretieren, dass die Batterie aufgeladen wird, indem elektrische Energie in die Batterie gepumpt wird und der chemische Prozess innerhalb der Batterie umgekehrt wird.
Es fließt also elektrische Energie in die Batterie.

Nun ergibt eine ähnliche Analyse für eine Stromquelle die Tatsache, dass die Potentialdifferenz über einer Stromquelle der Potentialdifferenz folgen muss, die ihr durch einen externen Stromkreis auferlegt wird$V_b = V_s$während immer noch ein konstanter Strom aufrechterhalten wird.
Die Interpretation dieses Effekts ist etwas schwieriger zu verstehen, bedeutet aber letztendlich, dass, wenn der Anschluss der Stromquelle, aus dem der Strom fließt, gegenüber dem anderen Anschluss der Stromquelle auf negativem Potential liegt (das positive und das negative Vorzeichen in das Diagramm vertauscht ist) elektrische Energie in die Stromquelle fließt und vielleicht doch wieder eine Batterie auflädt, die Teil des Stromquellenkreises ist?

Die Spannungsquelle ist wie eine Pumpe, die einen bestimmten Druck erzeugt, unter dem das Wasser in der Leitung fließt. Da der Durchmesser zunimmt, kann eine große Wassermenge mit maximalem Druck übertragen werden, ebenso fließt in einem Draht mit großem Durchmesser eine große Strommenge mit maximaler Spannung. Die Steckdose hat eine Steckerlochanordnung, die verwendet wird, um elektrische Energie von einem Stromkreis zum anderen zu übertragen.