Prof. Dr. Thorsten Jungmann (Stand 2025-09-02)
1 Wie sieht es aus?
Netzgeräte sind eigenständige Geräte in oft rechteckigem Gehäuse mit Frontanschlüssen (Steckklemmen, Buchsen oder Kabel) und einem -Netzanschluss. Manche Netzgeräte besitzen Anzeigen für Spannung und Strom, Tasten oder Drehregler zur Einstellung sowie Betriebs-LEDs oder Schalter. Je nach Typ können sie kompakte Steckernetzteile, Ladegeräte oder größere Laborgeräte mit Display und Kühlkörpern sein.
USB-Ladegerät
Ausgangsspannung: , Ausgangsstrom: ; max. Ausgangsleistung:
Labornetzgerät
Spannungsbereich (einstellbar): , Strombegrenzung (einstellbar): , max. Ausgangsleistung:
2 Was kann es?
Ein Netzgerät wandelt Netzwechselspannung in eine definierte Ausgangsspannung oder einen definierten Ausgangsstrom um.
- Festspannungsnetzteile liefern eine feste Gleichspannung (z. B. 5 V, 12 V) und dienen der Versorgung elektronischer Geräte.
- Ladegeräte sind spezielle Netzgeräte, die einen konstanten Strom oder eine bestimmte, auf den Akku abgestimmte Ladecharakteristik bereitstellen.
- Labornetzteile erlauben die stufenlose Einstellung von Ausgangsspannung und Strombegrenzung, um Versuchsaufbauten flexibel und sicher zu versorgen.
3 Wie funktioniert es?
Das Netzgerät wandelt die Netzwechselspannung über einen Transformator oder ein Schaltnetzteil auf die gewünschte Spannungsebene, gleichrichtet und glättet sie. Eine elektronische Regelung stabilisiert die Ausgangsspannung und begrenzt bei Bedarf den Strom.
- CV-Betrieb (Constant Voltage): Spannung bleibt konstant, Strom hängt von der Last ab.
- CC-Betrieb (Constant Current): Strom wird konstant gehalten, die Spannung passt sich an.
4 Wie sieht es von innen aus?
Im Inneren finden sich je nach Bauart:
- Transformator oder Schaltnetzteil zur Spannungswandlung,
- Gleichrichter und Glättungskondensatoren, ggf. LC-Tiefpass
- Regelschaltung (Linear- oder Schaltregler),
- ggf. Steuerungselektronik mit Mikrocontroller,
- Anzeigen und Bedienelemente,
- Kühlkörper und/oder Lüfter zur Wärmeabfuhr.
USB-Ladegerät von innen
Von links nach rechts: Eingangsseite mit Filter, Trafo, Glättung und Stabilisation, ausgangsseitige USB-Buchsen
Labornetzteil von innen
Von links nach rechts: Netzanschluss mit Schalter und Lüfter, Kühlkörper und Glättungskondensatoren, Trafo(s) und LC-Filter, Bedienpanel
5 Welche Rolle spielt es in der Lehre?
Netzgeräte sind reale Quellen. Sie sind zudem unverzichtbare Hilfsmittel im Labor. Festspannungsgeräte dienen zum Betreiben von Standardbaugruppen, Labornetzteile ermöglichen das sichere Experimentieren mit frei einstellbarer Spannung und Strombegrenzung. Ladegeräte veranschaulichen den Betrieb mit Konstantstrom und wechselnden Spannungen. So lernen Studierende verschiedene Betriebsarten von Quellen kennen.
6 Welche Rolle spielt es in der Praxis?
Netzgeräte stellen eine stabile und sichere Energieversorgung bereit, angepasst an den jeweiligen Anwendungsfall.
- Festspannungsnetzteile finden sich in nahezu allen elektrischen Geräten. Sie sind fest integriert, z. B. auf der Steuerplatine, wo sie die stabile Betriebsspannung für die Steuerung bereitstellen.
- Ladegeräte sind allgegenwärtig bei Akku-betriebenen Geräten. Für Werkzeuge gibt es i. d. R. separate Ladegeräte, während sie in Elektrofahrzeugen fest verbaut sind.
- Labornetzteile sind Standard in Entwicklungs- und Prüflaboren.
Symbolik
- Kennbuchstabe in Schaltplänen: G
- auch gebräuchlich für Spannungsquellen: U
Netzgerät, Generator
Spannungsquelle (allgemein, ideal)
Stromquelle (allgemein, ideal)