Um eine auch bei schwankendem Strom konstante Spannungsquelle zu erzeugen benötigt man bekanntermaßen einen Regelkreis, der auf den Spannungsabfall bei höherer Strombelastung reagiert und durch Erhöhung der Spannung gegensteuert. Für solche Zwecke gibt es bekanntlich die Leistungs-IC-Bausteine 78XX oder 79XX (z.B. den 7805 für +5V /Minus an Masse oder den 7915 für -15V /+ an Masse).
Dennoch ist es interessant, eine solche Schaltung mal aus einzelnen Bauteilen aufzubauen, weil die Regelspannung nicht fest mit der Ausgangsspannung der Regelschaltung verdrahtet ist und damit korreliert, sondern aus verschiedenen Quellen stammen kann. Damit wird folgendes möglich:

1. Einstellung der Regelspannung mit Potentiometer
2. Gewinnung der Regelspannung aus dem Spannungsabfall an einem Shunt-Widerstand (Widerstand in Reihe mit Verbraucher): Stromkonstanthaltung (Galvanostat)
3. Regelspannung aus dem Tachogenerator eines Elektromotors (Drehzahl-Konstanthaltung)

Ich hatte während eines Elektronikpraktikums mit einer solchen Schaltung experimentiert und sie aus Begeisterung für das Thema mit noch vorhandenen Teilen (mit einem 2N3055 als Leistungstransistor) nachgebaut. Nach Einbau in ein passendes Gehäuse erhielt man ein Netzteil für die drei Betriebsarten Potentiostat (konstante, einstellbare Spannung), Galvanostat (konstanter, einstellbarer Strom) und Drehzahlregler (konstante, einstellbare Drehzahl). Hier Schaltbild und Beschreibung (zum Vergrößern Grafik anklicken -> rechte Maustaste -> "Grafik anzeigen"):


Hier die Ansicht des Gerätes (in einem Gehäuse von einem defekten E-Gitarren-Hallgerät) im beliebten DC-Fix-Design:
(Erläuterungen: I = Stromregelung, ω = Drehzahlregelung, U = Spannungsregelung, Bereich = Empfindlichkeit des Ansprechens auf die Regelspannung bzw. "Eichung")


Der Galvanostat erlaubt z.B. exakte elektrochemische Experimente, da die abgegebene Ladung bei konstantem Strom sehr einfach durch Messung der Zeit ermittelt werden kann (Strom · Zeit = Ladung). Auch leere Akkus können damit exakt geladen werden ohne sie zu überladen (z.B. 1800 mAh NiMH AA-Zellen, 1 bis 12 Stück in Reihe: 10 h mit 180 mA). Ich habe ein Drehspul-Instrument in den Deckel geklebt, das so beschaltet ist, das es Ströme bis 200 mA anzeigt.

"Regeln" heißt im engeren technischen Sinne "konstant halten", also keineswegs "Einstellen". Einstellen lässt sich aber dennoch der "Level" von Strom, Spannung oder Drehzahl, der durch die Schaltung konstant gehalten wird.

Hier das geöffnete Gerät:

Schließt man einen Motor mit Tachogenerator an der hinteren Buchse an, merkt man, daß der Motor auch bei sehr niedriger Drehzahl ein hohes Drehmoment hat. Viele Motoren z.B. aus ausgeschlachteten Cassettenrecordern enthalten solche Tachogeneratoren, die eine mit der Drehzahl korrelierte Spannung abgeben. Mindestens drei Anschlussdrähte deuten auf solches hin. Zwei Motoren, die mit einem Antriebsgummi verbunden sind, so daß einer als Tachogenerator benutzt werden kann, funktionieren aber genauso gut. Um das erhöhte Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen zu demonstrieren, habe ich diesen Motor aus einem alten 5,25 Zoll - Diskettenlaufwerk, der einen solchen Tachogenerator enthält, an einem Stativ befestigt und lasse ihn bei sehr langsamer Drehzahl ein Gewicht von 105 g (Kraft ca. 1 N) an einem Garn hochziehen (Video). Dabei werden natürlich die Ankerspulen mit hohen Strömen belastet. Typisch ist das Rucken des Motors beim Einschalten des Netzgerätes - er will loslaufen, wird aber bei entsprechend eingestelltem Poti sofort durch das Tachosignal wieder zurückgeregelt. Dreht man den Poti nach dem Hochziehen auf Null, erzeugt der Motor eine Kraft, die das Gewicht in seiner Position in der Höhe hält, denn beim Absacken des Gewichtes würde der Tachogenerator sofort eine Spannung liefern, die gegensteuert. Man kann gewisse Schwingungen um diese Position mit den Fingern am Treibrad des Motors spüren. Das Drehmoment ist etwa 0,005 m · 1 N = 0,005 Nm.