- Netzwerk (Elektrotechnik)
-
Verschiedene Schaltsymbole
In der Elektrotechnik versteht man unter einem Netzwerk ein mathematisches Modell eines elektrisch leitfähigen technischen Gebildes, das durch die Strom-Spannungs-Kennlinien seiner Bestandteile, also den Netzwerkelementen, und deren Verbindungen charakterisiert ist. Insbesondere dienen Netzwerke der Modellierung von elektrischen Schaltungen, die vorwiegend aus konzentrierten elektrischen Bauelementen bestehen, die durch metallische Leitungen verbunden sind. Neben Schaltungen mit konzentrierten Bauelementen gibt es solche mit verteilten Bauelementen. Diese lassen sich auch mit Netzwerkelementen modellieren, deren Zahl dann im allgemeinen gegen Unendlich geht. Netzwerke mit verteilten Bauelementen werden auch Netzwerke mit verteilten Parametern genannt. Ein Netzwerk kann auch Ersatzschaltung genannt werden. Mithilfe von Symbolen verschiedenen Abstraktionsgrades werden die technischen Bauelemente dargestellt, wobei für die erste Näherung ihrer Netzwerkmodellierung zum Einen und deren Darstellung in einer Schaltung zum anderen teilweise das gleiche Symbol verwendet wird (zum Beispiel für den Widerstand).[1]
Die Grundregeln zur Berechnung solcher Netzwerke (Netzwerkanalyse) sind die kirchhoffschen Regeln (Maschenregel und Knotenregel) und die Strom-Spannungs-Beziehungen (Kennlinien) der verwendeten Bauelemente. Sind diese Strom-Spannungs-Beziehungen linear, so spricht man von linearen (elektrischen) Netzwerken. Der dann gültige Überlagerungssatz ermöglicht weitere systematische Methoden zur Analyse linearer elektrischer Netzwerke, wie das Maschenstromverfahren und das Knotenpotentialverfahren.
Kompliziertere Fälle sind zum einen die Verwendung von nichtlinearen Bauelementen und zum anderen die Verwendung von Kondensatoren und Spulen und der Übergang zu Wechselspannung, impulsförmigen oder noch unregelmäßigeren Spannungsverläufen.
Beispiele
- R2R-Netzwerke (Spannungsteiler) in integrierten Digital-Analog-Wandlern
- Dünnschicht-Widerstände (Netzwerke, Spannungsteiler, Arrays) z. B. als Eingangs-Teiler in Multimetern oder als Alternative für mehrere Einzelwiderstände
- Anpassungs-Netzwerke (z. B. Impedanzanpassung Sender/Kabel/Antenne)
- Filter-Netzwerke (z. B. Netzfilter, RC-Glieder, Entstörfilter, siehe auch Filter (Elektronik))
Siehe auch
- Elektrische Schaltung
- Stern-Dreieck-Transformation
- Netzwerkanalyse (Elektrotechnik)
- Widerstandsnetzwerk
Einzelnachweise
- ↑ Elschner, Möschwitzer: Einführung in die Elektrotechnik - Elektronik. VEB Verlag Technik, Berlin, 1985, S. 34–35.
Wikimedia Foundation.
