\section{Wechselwirkungen zwischen Quelle und Verbraucher}

Im folgenden Kapitel werden elektrische Netzwerke mit verschiedenen Konfigurationen (hauptsächlich reale Quellen und Verbraucher) angeschaut.

\subsection{Zusammenschaltung von Spannungsquellen}

\includegraphics[width=\linewidth]{fig/Fig52.png}

Spannungsquellen können in Serie oder Parallel geschaltet werden. Je nach dem haben sie eine andere Wirkung.

\begin{itemize}
	\item Spannungsquellen in Serie erhöhen die Gesamtspannung
	\item Parallel geschaltete Spannungsquellen erhöhen den Strom oder die Kapazität
\end{itemize}

Jedoch hat das parallelschalten von Spannungsquellen ihre Tücken. Einerseits kann die Leistungsabgabe der Spannungsquellen unterschiedlich sein, wenn die Spannungsquellen unterschiedlich sind. Andererseits kann eine Quelle auch als Verbraucher wirken. Dies kann aber eine willkommende Wirkung sein z.B. bei einer Batterie.

\subsection{Leistungsanpassung} \label{subsec:LA}

Man betrachte das folgende elektrische Netzwerk.

\includegraphics[width=\linewidth]{fig/Fig53.png}

Ziel ist es $R_L$ zu bestimmen, so dass die Leistung über $R_L$ am grössten ist. Wie kann man nun $R_L$ bestimmen?
\\
Wie ersparen uns die Rechnerei. (Siehe \cite{Albach2020} S. 144) Aber damit eine Spannungsquelle die maximale Leistung ausgibt, muss $R_L = R_i$ sein. Ist $R_L$ zu gross, so fliesst kein Strom durch $R_L$. Ist $R_L$ zu klein, so haben wir einen Kurzschluss. Daraus entsteht der folgende Graf.

\includegraphics[width=\linewidth]{fig/Fig54.png}

In den meisten Fällen ist $R_L$ grösser als $R_i$ da sonst die Hälfte der Leistung über $R_i$ abgegeben wird und $R_i$ in den meisten Fällen nicht dafür gebaut ist. Ausserdem besteht keine Gefahr für einen Kurzschluss.

\subsection{Wirkungsgrad}

Der Wirkungsgrad hat eine hohe Relevanz in elektrischen Netzwerken. Sie gibt an, wie viel von der zugeführten Energie als Nutzenergie verwendet wird. Diese wird wie folgt berechnet.

\begin{equation}
	\eta = \frac{P_L}{P_{\text{ges}}}
\end{equation}

Wenn wir das elektrische Netzwerk in Kapitel \ref{subsec:LA} anschauen so sehen wir, dass wenn $R_L$ zu klein ist die ganze Leistung in Hitze umgewandelt wird (Kurzschluss) und der Wirkungsgrad 0 ist. Wenn $R_L$ am grössten ist entstehen keine Energieverluste. Jedoch kann kein Strom mehr fliessen was auch nicht ideal ist. Deshalb wählt man ein $R_L$ welches den grössten Wirkungsgrad hat und die beste Leistungsanpassung.

\includegraphics[width=\textwidth]{fig/Fig55.png}
