Das Bild im Kopf
Ein Wasserbehälter überbrückt Pausen im Zufluss. Ein Pufferkondensator kann Ladung zwischen den Nachladezeitpunkten abgeben. Je größer der Laststrom, desto schneller sinkt seine Spannung. Ein Spannungsregler ist eine weitere Stufe mit eigenen Reserven und Grenzen.
Das Prinzip
Hier betrachten wir die Kleinspannungsseite eines 50-Hz-Trafos mit Brückengleichrichter. Beide Halbwellen laden nach, also idealisiert hundertmal pro Sekunde. Die Gleichspannung am Puffer liegt näher am Sinusscheitel als am Effektivwert, abzüglich der Diodenverluste.
Selbst ausprobieren
Netzteile & Pufferung
Verdopple den Laststrom und beobachte die Welligkeit. Verdopple danach C. So siehst du, warum dieselbe Kapazität bei einer stärkeren Last weniger Reserve bietet.
Modellgrenzen: Vereinfachte 100-Hz-Pufferung bei 50-Hz-Vollweggleichrichtung, 1,4 V konstante Brückenspannung und konstanter Laststrom. Kein Netzspannungs-Bauplan.
Ein konkretes Beispiel
100 mA Last und 2 200 µF ergeben näherungsweise 0,455 V Spitze-Spitze-Welligkeit bei 100 Hz Nachladung. 12 V effektiv entsprechen rund 17 V Scheitel vor den Dioden.
Genauer verstehen · Formeln und Annahmen
Das Werkzeug ersetzt die realen Ladeimpulse durch sofortiges Nachladen und konstante Entladung. In Wirklichkeit begrenzen Trafo- und Leitungswiderstände den Ladestrom. Regler benötigen Mindestreserve; Elkos werden durch Rippelstrom und Temperatur belastet. Bei Schaltreglern zählen zusätzlich Schaltfrequenz, Regelung und Layout.
Ein häufiger Denkfehler. Ein größerer Elko behebt keine beliebige Netzteilschwäche. Er kann Einschalt- und Ladeimpulsströme erhöhen und die übrigen Bauteile stärker belasten.
Werkstattfazit
Spannung unter Last messen, nicht nur im Leerlauf. Für erste Versuche ein fertiges, geeignetes Kleinspannungsnetzteil verwenden.
Quellen & Nachvollziehbarkeit
Eigene Illustrationen und Lehrrechnungen. Keine Messdaten eines konkreten Produkts. Redaktioneller Stand: 11.10.2026.
Selbst rechnen · Lösungen aufklappen
Notiere zuerst deine Vermutung, danach deine Rechnung. Öffne die Lösung erst zum Vergleichen.
12 · Ein IC benötigt zusätzlich 20 mA für 10 µs. Wie viel ideale Kapazität begrenzt den Spannungseinbruch auf 0,1 V?
Lösung mit Rechenweg anzeigen
- Zusätzliche Ladung: I · Δt = 0,2 µC.
- C = ΔQ/ΔU.
- Mindestens 2 µF im idealen Modell.
13 · Ein Entkopplungskondensator hat 0,1 Ω ESR. Ein Stromsprung beträgt 0,5 A. Berechne den sofortigen ESR-Spannungssprung.
Lösung mit Rechenweg anzeigen
- Ohmsches Gesetz für ESR.
- ΔU = ΔI · ESR.
- ΔU = 50 mV; zusätzliche kapazitive Entladung folgt.
14 · Warum sitzt ein kleiner Entkopplungskondensator direkt am IC und nicht 30 cm entfernt?
Lösung mit Rechenweg anzeigen
- Leitungen besitzen Induktivität.
- Schnelle Stromänderungen erzeugen daran Spannungsabfälle.
- Kurze Hin- und Rückwege verkleinern die Stromschleife.
16 · Unterscheide Koppeln und Versorgungsentkopplung anhand des Strompfads.
Lösung mit Rechenweg anzeigen
- Koppeln: Kondensator in Reihe zum Signal, blockiert stationären Gleichstrom.
- Entkopplung: Kondensator parallel zur Versorgung, liefert lokale Stromspitzen.
- Gleicher Bauteiltyp, unterschiedliche Aufgabe.