Kondensator < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Hallo,
hab mal ne Frage zum kondensator.
Folgendes Netzwerk:
http://img532.imageshack.us/img532/5871/netzwerk.jpg
Welche Spannung liegt jeweils am Kondensator nach langer Zeit an?
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Frage:
Sind die Kondensatoren aufgeladen oder entladen.
Weil da hab ich noch so meine Schwierigkeiten,
eig. müssten doch beide Kondensatoren über den längeren Zeitraum aufgeladen sein? => Der Strom ist dann Null durch beide Kondensatoren.
Daher kann man den Spannungsteiler anwenden.
U=5V
und dann weiter rechnen...
In der Lösung steht, dass sich beide Kondensatoren im Leerlauf befinden.
Leerlauf bedeutet also, dass die Kondensator entladen oder aufgeladen sind und daher nichts mehr passiert???
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| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 01:59 Mi 24.03.2010 | | Autor: | leduart |
Hallo
"nach langer Zeit sind die K sicher aufgeladen, und zwar zusammen auf die Spannung an den [mm] 3k\Omega [/mm] Widerstand.
Leerlauf heisst hier wohl, dass keine Ladungen mehr drauf oder wegfließen.
Gruss leduart
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| Aufgabe | Netzwerk:
http://img530.imageshack.us/img530/7578/netzwerk2.jpg
1) Schalter ist seit längerer Zeit geschlossen
2) Schalter wird zum Zeitpunkt t1 geöffnet.
3) Sobald sich über der Stromquelle eine Spannung Us=Ux eingestellt hat, wird der Schalter zum Zeitpunkt t2 geschlossen.
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Hallo,
danke zuerst einmal für die erste Antwort.
Nur beim folgenden Netzwerk hab ich so meine Probleme:
Laut Lösung sinkt die Spannung an den Kondensator linear ab bis t=2 und danach steigen sie exponentiell... aber warum verstehe ich noch nicht so ganz...
Also das wäre mein Ansatz:
der allerdings darauf basiert, dass die Stromquelle ein Verbraucher ist(weil man ja zu Beginn eine Spannung Us=8V ausrechnet und P(VZS)>0 => Verbraucher)
S1 ist seit langer Zeit geschlossen:
Kondensatoren sind vollständig aufgeladen
==> daher sind die Ströme 0A
==> Kondensatoren befinden sich im Leerlauf
S1 wird geöffnet...
Kondensatoren entladen sich
jedoch gilt ja
Uc(t)= Q(t)/c = I*t/c
die Spannung an einem Kondensator nur mit einer Stromquelle + einem Widerstand steigt ja linear an,
müsste also heißen, dass sie auch linear absinkt????
d.h. Kondensatoren entladen sich, bis die Spannung U an den Kondensatoren = 0V ist,
=> d.h. die Spannung am Widerstand wird nur noch durch die Spannung an der Stromquelle beeinflusst??
S1 wird geschlossen
Kondensatoren laden sich auf...
am anfang ist jedoch noch Null volt
und die Ladekurve steigt exponentiell...
So das wäre meine Theorie... richtig, falsch , bisschen richtig?
wäre dankbar für jede Hilfe...
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 23:41 Mi 24.03.2010 | | Autor: | GvC |
Wieso sollten sich die Kondensatoren bis auf U=0 entladen? Ich denke, bei Us=Ux wird der Schalter schon wieder geschlossen. Danach laden sich die Kondensatoren wieder auf die Anfangswerte auf.
Es kann natürlich sein, dass für Ux ein negativer Wert vorgegeben wird. Dan entladen sich die Kondensatoren bis auf Spannung Null, werden aber kontinuierlich (linear) weiter geladen (diesmal mit entgegengesetzter Polarität) bis Ux erreicht ist. Danach laden sich die Kondensatoren wieder auf den Anfangszustand auf.
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Also
Als Musterlösung hab ich leider nur den Verlauf der Graphen...
und da steht:
bis zum Schließen des Schalters, als bis Us=Ux ist, entladen sich die Kondensatoren linear.
Wenn Us=Ux gilt, dann sind beide Kondensatoren=Null Volt.
Weil wenn ich die Masche laufe,
-Us+U1+U2+Ux=0V
Us=Ux+U1+U2
dann kann U1 und U2 nur noch 0 Volt sein.
Aber die Frage von mir ist halt, ob meine Theorie so stimmt, warum
sich die Kondensatoren linear entladen
aber dann exponentiell laden.
Weil nach dem Schließen laden sich die Kondensatoren in einer Exp-Funktion...
und ich verstehe halt nicht so ganz wieso einmal linear und dann exponentiell...
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 11:47 Do 25.03.2010 | | Autor: | leduart |
Hallo
1. Du hast recht, Am anfang sind die Kondensatoren voll aufgeladen insgesamt 8V
Die Stromquelle ist so geschaltet, dass die Kondensatoren entladen werden, bis [mm] U_s=U_x=12mA*R.
[/mm]
Die Stromquelle garantiert dabei einen konstanten Strom, deshalb fällt (oder steigt) bei einer idealen Stromquelle die Ladung und damit die Spannung an C linear.
jetzt wird der Schalter geschlossen, d.h. die feste Spannung 8V an die Reihenschaltung R+C gelegt. Die kondensatoren laden sich auf, durch R fliest Anfangs der Strom 8V/R, da sich am Kond. dadurch eine Spannung [mm] U_C [/mm] aufbaut, liegen am Widerstand weniger Spannung, [mm] U_0-Uc, [/mm] es fliesst weniger Strom, Aufladung wird langsamer usw. d.h. ein exponnentieller Anstieg
[mm] Uc=U_0*(1-e^{-t/RC})
[/mm]
Du musst auf die Richtg des Stroms der Stromquelle achten, wenn nur die da ist wird C umgekehrt aufgeladen, wie von der Spannungsquelle.
Gruss leduart
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Ah ok... super... vielen Dank...
also ab dem zeitpunkt wo der Schalter geschlossen wird und sich die Kondensatoren laden . hab ich voll und ganz verstanden.
Auch die Tatsache, dass durch die Stromquelle mit dem konstanten Strom sich die Kondensatoren linear entladen...
Nur bleibt bei mir noch die Frage, wie kann den die Stromquelle verschaltet sein, dass sich die Kondensatoren entladen...??
- Ist die Stromquelle hier also ein Verbraucher?
In umgekehrter Richtung wäre sie dann ja ein Erzeuger?
Ich glaub, danach müsste ich alles verstanden haben...
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(Antwort) fertig | | Datum: | 13:03 Do 25.03.2010 | | Autor: | GvC |
> Ah ok... super... vielen Dank...
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> also ab dem zeitpunkt wo der Schalter geschlossen wird und
> sich die Kondensatoren laden . hab ich voll und ganz
> verstanden.
>
> Auch die Tatsache, dass durch die Stromquelle mit dem
> konstanten Strom sich die Kondensatoren linear entladen...
>
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> Nur bleibt bei mir noch die Frage, wie kann den die
> Stromquelle verschaltet sein, dass sich die Kondensatoren
> entladen...??
>
> - Ist die Stromquelle hier also ein Verbraucher?
> In umgekehrter Richtung wäre sie dann ja ein Erzeuger?
>
>
Also, so wie ich das jetzt erst richtig sehe, wirkt die Stromquelle in jedem Fall als Erzeuger, denn Us ist negativ, und zwar sehr stark negativ. In der eingezeichneten Richtung ist Ux negativ, denn der Strom der Stromquelle fließt bei geöffnetem Schalter auf alle Fälle von links nach rechts durch [mm] R_1 [/mm] und macht dort einen Spannungsabfall von Ux = - I1*R1 = -4800V. Dazu wirkt zum Schaltaugenblick t = +0 noch die gesamte Kondensatorspannung von 8V in entgegengesetzter Richtung, die Spannung an der Stromquelle ist also zum Zeitpunkt t = +0
Us = 8V - 4800V = -4792V
Die Zeit bis zur vollständigen Kondensatorentladung, d.h. bis Us = -4800V, lässt sich aus [mm] I\cdot\Delta t = C\cdot\Delta U [/mm] zu [mm] \Delta t = \bruch{C\cdot\Delta U}{I_1} = 21,4 ms [/mm] bestimmen. Der Schalter kann also nur ein elektronischer sein (kein mechanischer). Und der Widerstand [mm] R_1 [/mm] muss ziemlich spannungsfest sein (immerhin fast 5kV).
> Ich glaub, danach müsste ich alles verstanden haben...
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ok danke,...
müsste jetzt alles verstanden haben...
hatte P mit dem falschen Vorzeichen ausgerechnet...
danke
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 12:28 Do 25.03.2010 | | Autor: | GvC |
Ok. Ich hatte nicht gesehen, dass Ux der Spannungsabfall über R1 ist, sondern dachte, dass Ux eine willkürlich vorgegebene Spannung sei. Sorry.
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