Kondensator - Ladung < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 17:26 Do 11.10.2012 | | Autor: | Yuber21 |
Hi,
ich habe eine Frage zur folgenden Schaltung im Anhang.
Falls nun eine vorhandene Ladung bei C1 sich auf die ladungsfreien Kondensatoren C2 und C3 verteilen würde, würde keine Ladung bei C3 gespeichert werden. Dies liegt ja vermutlich am Widerstand, aber mir fehlt die passende Erklärung dazu. Wie muss man sich dies vorstellen?
Vielen Dank im Voraus.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:42 Do 11.10.2012 | | Autor: | GvC |
Maschensatz: Spannung an [mm] C_3 [/mm] und R muss gleich groß sein.
Solange diese Spannung ungleich Null ist, fließt ein Strom durch R. Solange ein Strom fließt, ändert sich der Ladezustand der Kondensatoren. Erst im eingeschwungenen Zustand ist der Strom in den kapazitiven Zweigen Null. Dieser Zusatnd kann demnach erst erreicht sein, wenn die Spannung an [mm] C_3 [/mm] und R Null ist. Spannung Null bedeutet aber auch Ladung Null.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 23:50 Do 11.10.2012 | | Autor: | Yuber21 |
Danke für die Antwort.
Etwas verstehe ich dabei jedoch nicht. Die Ladung des C1-Kondensators wird sich ja verteilen, bis alle Ausgleichsvorgänge abgeschlossen sind. D.h., bis sich die Ladung von C1 aufgeteilt hat und kein Strom mehr fließt. In diesem Zeitraum wird doch auch ein Teil der Ladung an C3 abgegeben? Was passiert denn mit der Ladung, die in diesem Zeitraum von C1 an C3 abgegeben wird, wenn plötzlich kein Strom mehr fließt und die Spannung aufgrund des Maschensatzes 0 sein muss?
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> Danke für die Antwort.
> Etwas verstehe ich dabei jedoch nicht. Die Ladung des
> C1-Kondensators wird sich ja verteilen, bis alle
> Ausgleichsvorgänge abgeschlossen sind. D.h., bis sich die
> Ladung von C1 aufgeteilt hat und kein Strom mehr fließt.
> In diesem Zeitraum wird doch auch ein Teil der Ladung an C3
> abgegeben? Was passiert denn mit der Ladung, die in diesem
> Zeitraum von C1 an C3 abgegeben wird, wenn plötzlich kein
> Strom mehr fließt und die Spannung aufgrund des
> Maschensatzes 0 sein muss?
Die Ladungsträger, die in ihrer Gesamtheit den elektrischen Strom ausmachen, bilden zugleich die gesamte elektrische Energie des betrachteten Systems. Diese wird im Rahmen des Ausgleichsvorgangs am Widerstand R in Wärmeenergie umgewandelt. Ist der Ausgleichsvorgang abgeschlossen, ist die gesamte elektrische Energie aus dem System entwichen.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 12:40 Fr 12.10.2012 | | Autor: | GvC |
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> Die Ladungsträger, die in ihrer Gesamtheit den
> elektrischen Strom ausmachen, bilden zugleich die gesamte
> elektrische Energie des betrachteten Systems. Diese wird im
> Rahmen des Ausgleichsvorgangs am Widerstand R in
> Wärmeenergie umgewandelt. Ist der Ausgleichsvorgang
> abgeschlossen, ist die gesamte elektrische Energie aus dem
> System entwichen.
>
Das glaube ich nicht. Im eingeschwungenen Zustand wird nach wie vor Energie in den Kondensatoren [mm] C_1 [/mm] und [mm] C_2 [/mm] gespeichert sein.
Wenn die zunächst nur in [mm] C_1 [/mm] gespeicherte Energie W ist, dann wird [mm] W\cdot\frac{C_2}{C_1+C_2} [/mm] im Widerstand "verbraten". [mm] W\cdot\frac{C_1}{C_1+C_2} [/mm] bleibt im System gespeichert.
Oder sehe ich da irgendetwas falsch?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 00:05 Mo 15.10.2012 | | Autor: | Yuber21 |
Vielen Dank für die Hilfe. Ich habe es nun soweit verstanden.
Eine weitere Frage hätte ich allerdings noch. Ich möchte keinen neuen Thread eröffnen, da ich eine weitere Frage zu Kondensatoren und Ladungen habe.
Ich sitze vor einer Aufgabe, bei der ich lediglich Hilfe bei dem Ansatz bräuchte.
Normalerweise kenne ich Aufgaben, in denen eine Spannungsquelle als Quelle gegeben ist und dadurch eine gewisse Spannung an den Kondensatoren vorhanden ist.
Allerdings sitze ich nun vor einer Aufgabe, in der eine Stromquelle gegeben ist mit dem Quellenstrom Iq. Dieser teilt sich auf in einem Knoten in 2 Zweige. Der eine Zweig besteht aus einem Widerstand und der andere aus einem Kondensator.
Wie berechne ich nun, wie sich der Kondensator aufladen wird für t-->unendlich ? Der Stromteiler ist nicht möglich, da ich kein w und keine Frequenz gegeben habe für den Kondensator. Das Integral Q=I(t) dt ist meiner Meinung auch nicht möglich, da der Kondensator ja solange aufgeladen wird, bis alle Ausgleichsvorgänge abgeschlossen sind.
Vielen Dank.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 01:42 Mo 15.10.2012 | | Autor: | GvC |
> Ich sitze vor einer Aufgabe, bei der ich lediglich Hilfe
> bei dem Ansatz bräuchte.
> Normalerweise kenne ich Aufgaben, in denen eine
> Spannungsquelle als Quelle gegeben ist und dadurch eine
> gewisse Spannung an den Kondensatoren vorhanden ist.
> Allerdings sitze ich nun vor einer Aufgabe, in der eine
> Stromquelle gegeben ist mit dem Quellenstrom Iq. Dieser
> teilt sich auf in einem Knoten in 2 Zweige. Der eine Zweig
> besteht aus einem Widerstand und der andere aus einem
> Kondensator.
> Wie berechne ich nun, wie sich der Kondensator aufladen
> wird für t-->unendlich ? Der Stromteiler ist nicht
> möglich, da ich kein w und keine Frequenz gegeben habe
> für den Kondensator. Das Integral Q=I(t) dt ist meiner
> Meinung auch nicht möglich, da der Kondensator ja solange
> aufgeladen wird, bis alle Ausgleichsvorgänge abgeschlossen
> sind.
> Vielen Dank.
Das ist doch nun wirklich trivial. Denke daran, dass im eingeschwungenen Zustand [mm] t\rightarrow\infty [/mm] im kapazitiven Zweig kein Strom fließt (es handelt sich doch um eine Gleichstromquelle, oder) und demzufolge der gesamte Quellenstrom durch den Widerstand fließt.
[mm]Q=C\cdot U[/mm] mit [mm]U=I\cdot R\qquad\Rightarrow\qquad Q=C\cdot I\cdot R[/mm]
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:34 Mo 15.10.2012 | | Autor: | Yuber21 |
Ja, es handelt sich um eine Gleichstromquelle und tut mir leid, aber ich versteh das noch nicht ganz.
Wenn alle Ausgleichsvorgänge abgeschlossen sind, also t-->unendlich ist, fließt doch nirgends Strom. Aber vor dem Zeitraum t-->unendlich wird sich doch der Strom jeweils immer aufteilen in dem Knoten?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:32 Mo 15.10.2012 | | Autor: | GvC |
> Ja, es handelt sich um eine Gleichstromquelle und tut mir
> leid, aber ich versteh das noch nicht ganz.
> Wenn alle Ausgleichsvorgänge abgeschlossen sind, also
> t-->unendlich ist, fließt doch nirgends Strom. Aber vor
> dem Zeitraum t-->unendlich wird sich doch der Strom jeweils
> immer aufteilen in dem Knoten?
Na und? Deine ursprüngliche Frage war doch die nach der Ladung auf einem Kondensator parallel zu einem Widerstand im eingeschwungenen Zustand, oder habe ich da was falsch verstanden? Im eingeschwungenen Zustand fließt der gesamte von der Quelle gelieferte Strom am Kondensator vorbei durch den Widerstand. Und der bestimmt bei vorgegebenem Strom die Spannung nach ohmschem Gesetz. Da sich der Kondensator parallel zum Widerstand befindet, liegt an ihm laut Maschensatz dieselbe Spannung wie am Widerstand.
Deine Einschätzung, dass bei Einsatz einer Stromquelle - unter welchen Umständen auch immer - "nirgends" Strom fließt, kann ich nicht nachvollziehen. Es ist doch das Charakteristikum einer Stromquelle, dass sie immer einen belastungsunabhängigen Strom liefert.
Im Übrigen ist es vollkommen egal, ob die Parallelschaltung an einer Spannungs- oder Stromquelle liegt. Es gilt in jedem Fall
[mm] Q=C\cdot [/mm] U
Im Falle einer Spannungsquelle ist U durch die Quelle vorgegeben, im Falle einer Stromquelle durch den parallelen Widerstand. Je größer der ist, desto größer ist auch die Spannung und demzufolge auch die Kondensatorladung.
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