Stromteilerrechner
Berechnet die Stromaufteilung zwischen zwei Parallelwiderständen. Gibt I1, I2, Parallelwiderstand, Spannung und Leistungsverlust aus.
Formel
Referenz: Hayt & Kemmerly, Engineering Circuit Analysis, 8th ed.
Wie es funktioniert
Die Stromteilerregel besagt, dass in einem Parallelwiderstandsnetzwerk jeder Zweig einen Bruchteil des Gesamtstroms trägt, der umgekehrt proportional zu seinem Widerstand ist. Für zwei parallele Widerstände R1 und R2 mit dem gesamten Eingangsstrom I_total sind die Abzweigströme I1 = I_total × R2/ (R1+R2) und I2 = I_total × R1/ (R1+R2). Beachten Sie das kontraintuitive Ergebnis: Der größere Widerstand führt weniger Strom. Dies folgt direkt aus dem Kirchhoffschen Stromgesetz (KCL) und dem Ohmschen Gesetz — beide Zweige haben dieselbe Klemmenspannung V = I_total × (R1R2). Der Stromteiler ist das Doppelte des Spannungsteilers und gilt überall dort, wo der Strom zwischen parallelen Zweigen aufgeteilt werden muss, z. B. in Transistor-Vorspannungsnetzwerken, Stromspiegeln und parallelen Stromverteilungspfaden.
Bearbeitetes Beispiel
Ein Shunt-Widerstandsmesssystem verwendet zwei parallele Pfade: einen 0,1-Ω-Shunt (R1) zur Stromerfassung und einen 10-kΩ-Bypass (R2) für ein Voltmeter. Gesamtstrom = 5 A. Schritt 1: I1 durch Shunt = 5 A × 10000/ (0,1+10000) = 5 A × 0,99999 = 4,99995 A. Schritt 2: I2 durch Voltmeter = 5 A × 0,1/10000,1 ≈ 0,00005 A = 50 µA. Fazit: 99,999% des Stroms fließen durch den Shunt, 0,001% durch das Voltmeter. Spannung am Shunt = 4,99995 A × 0,1 Ω = 0,5 V, die das Voltmeter genau abliest, ohne den Stromkreis zu stören. Dieses Entwurfsmuster (Shunt mit niedriger Impedanz und Messpfad mit hoher Impedanz) wird in allen Amperemetern und Stromwandlern (Stromwandler) verwendet.
Praktische Tipps
- ✓Stromteiler werden in LED-Arrays verwendet: Die Parallelschaltung von N identischen LEDs mit passenden Ballastwiderständen stellt sicher, dass jede LED I_to/N überträgt — gemäß Lumileds AN026 muss der Ballastwiderstand ≥5× des dynamischen LED-Widerstands für ein Stromungleichgewicht von < 5% bei einer Produktionsschwankung von ±3σ gehalten werden
- ✓Bei parallelen Batteriekonfigurationen fungiert der Innenwiderstand als Teilerelement — zwei Zellen mit einem Innenwiderstand von 100 mΩ und 200 mΩ übertragen 2/3 bzw. 1/3 des Gesamtstroms, was zu einer ungleichmäßigen Alterung führt. Verwenden Sie einen aktiven Ausgleichskreis für Konfigurationen mit mehr als 3 S.
- ✓Verwenden Sie für die HF-/Mikrowellen-Stromaufteilung Wilkinson-Leistungsteiler anstelle von Widerstandsstromteilern — Widerstandsteiler verlieren 6 dB an Signalleistung, während Wilkinson-Teiler eine 3-dB-Aufteilung mit besserer Anschlussisolierung und Rückflussdämpfung bieten
Häufige Fehler
- ✗Wenn Sie die Formel rückwärts anwenden — der Strom durch R1 = I × R2/ (R1+R2) verwendet R2 im Zähler (nicht R1), weil ein höheres R1 mehr Strom durch R2 zwingt
- ✗Vergessen Sie, dass sich das Teilerverhältnis mit zusätzlichen parallelen Lasten ändert — durch Hinzufügen eines dritten Zweigs R3 wird der effektive Parallelwiderstand geändert und die Berechnung mit zwei Widerständen wird ungültig
- ✗Unter der Annahme, dass sich der Strom gleichmäßig teilt, erfordert eine gleiche Teilung gleiche Widerstände; ein Verhältnis von 2:1 der Widerstandswerte ergibt genau ein Verhältnis von 1:2 in den Strömen (proportional, nicht gleich)
Häufig gestellte Fragen
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