311 - Leistungsanpassung

Damit ein elektrischer Verbraucher (z.B. ein Widerstand) maximale Leistung aus einer elektrischen Spannungsquelle entnehmen kann, ist es notwendig, daß sein Widerstand genauso groß gemacht wird wie der Innenwiderstand der Spannungsquelle. Fließt ein Strom, so fällt an der Quelle und am Verbraucher gleiche elektrische Leistung an.

Sie untersuchen dieses Prinzip der sogenannten Leistungsanpassung (hier eigentlich: Widerstandsanpassung), indem Sie an für eine Spannungsquelle mit vorgegebenem Innenwiderstand den Verbraucherwiderstand ändern und dabei jeweils Spannungsabfall U und Stromstärke I am Verbraucher messen. Bei Widerstandsgleichheit von Quelle und Verbraucher finden Sie ein Maximum von U·I.
Sie lernen beim Versuch auch, dass man mit einem elektrischen Übertrager (Transformator) den effektiven Widerstand einer Quelle verändern kann.

Das Prinzip der Widerstandsanpassung zur Maximierung des Leistungsflusses durch unterschiedliche Komponenten einer Kette ist ein allgemeines physikalisches Prinzip und wird verallgemeinernd Impedanzanpassung genannt.

Beispiele für Impedanzanpassung aus unterschiedlichen Gebieten der Physik sind:

• Anpassung des Wellenleiterwiderstands eines Antennenkabels an den Eingangswiderstand eines Fernsehempfängers,
• Benutzung von Immersionsgel zur Einkopplung von Ultraschall in Untersuchungsobjekte, hierbei wird die akustische Impedanz angepasst.
• Dimensionierung einer dielektrischen Entspiegelungsschicht durch Anpassung der optischen Impedanz (Brechzahl) 
• Die Empfindlichkeit des menschlichen Ohrs wird durch Schallimpedanzanpassung um eine Größenordnung erhöht, siehe >> Link pdf, 53 kb !

Versuchsaufbau: