1. Der Kondensato ator:
Werbung
HTLinn solarversuche.htlinn.ac.at 1. Arbeitsblatt: Energiespeicher und Solarlift. Der Kondensato ator: ator: a. Allgemein: Kondensatoren sind Bauel auelemente, die elektrische Ladungen bzw.. el elektrische Energie speichern können. Die ie einfachste Form eines Kondensators be besteht aus zwei gegenüberliegenden Metal etallplatten. Dazwischen befindet sich ein Dielektrikum, Diele welches keine elektrische Verbindun dung zwischen den Metallplatten zulässt. Das as D Dielektrikum ist als Isolator zu verstehen. Legt man an einen Kondensator eine Spannun nung an, so entsteht zwischen den beiden met metallischen Platten ein elektrisches Feld.. Ei Eine Platte nimmt positive, die andere Platte tte negative Ladungsträger auf. Die Verteilung ng d der Ladungsträger ist auf beiden Seiten gleich leich groß. Kondensatoren unterscheid heiden sich nach Art der Spannung. Es gibt Gleic Gleichspannungs- und Wechselspannungskondens densatoren. Gleichspannungskondensatoren n ssind gepolt. Die Anschlüsse dürfen nicht ht vertauscht werden. Wechselspannungskon skondensatoren sind ungepolt und dürfen sowoh wohl an Wechsel- als auch an Gleichspannung ng b betrieben werden. Die Höhe des Effektivwert erts der Nennwechselspannung darf dabeii ni nicht überschritten werden. b. Schaltzeichen: Normal Elektrolytkondensator Drehkondensato sator Trimmerkondensator c. Die Kapazität: Die Kapazität ist die Eigensc enschaft eines Bauteils eine elektrische Energie rgie zu speichern. Der Kondensator ist das elek elektronische Bauelement, das diese ausgepr geprägte Eigenschaft besitzt. Die Kapazität hat at aals Formelzeichen das große C. Es ist die ie A Abkürzung für das englische Wort Capacity. ity. Die Maßeinheit ist das große F für Fara Farad. Meist werden Kondensatoren in µF, nFF od oder pF angegeben. In dieser Größenordnung ung befinden sich die gebräuchlichsten Kapazitäte itäten. Farad (F) kommt vom Engländer Michael hael Faraday, der den gleichnamigen Käfig erfund unden hat und von dem auch die elektrischee Fel Feldtheorie stammt. Er wurde durch ch die Benennung der Kapa Kapazität geehrt. Die Ladungsmenge hat das Formelzeichen Q und die Einheit Coulom lomb (C). Die Ladung Thomas Rüf 1|Seite HTLinn solarversuche.htlinn.ac.at Arbeitsblatt: Energiespeicher und Solarlift. besteht aus Strom mal Zeit (Ampere mal Sekunde). Die Einheit C derr La Ladungsmenge darf mit dem Formelzeiche ichen C der Kapazität nicht verwe rwechselt werden. in F (C/V) in F (As/V) Die Kapazität einess Ko Kondensators wird durch seine baulichen n G Größen bestimmt. Die Kapazität C ist umso mso größer, • • • je größer die Plattenoberfläche (A) je kleinerr der Plattenabstand (d) je besserr die d Dipolbildung im Dielektrikum (je grö größer die relative Dielektrizität zitätszahl εr) in As/Vm = F/m in F d. Dielektrikum / Die Dielektrizitätszahl εr: Die Dielektrizitätszahl hl εr gibt an, um welchen Faktor sich die Kap Kapazität vergrößert, wenn statt Luft ein anderes Dielektrikum verwendet wird. wird Je höher die Dielektrizitätszahl ist, desto höher die Kapazität ode oder kleiner die Kondensatorbauform. m. Die Dielektrizitätskonstante gibt an,, u um wie viel das Dielektrikum besser ist als a Luft mit εr = 1. Dielektrikum Luft Papier Glimmer Porzellan Kond Kondensatorkeramik Thomas Rüf εr 1 2 5 6 60-3000 2|Seite HTLinn solarversuche.htlinn.ac.at Arbeitsblatt: Energiespeicher und Solarlift. e. Durchschlagsfestigk igkeit: Die Durchschlagsfestigk tigkeit eines Kondensators ist auf das Dielektri ktrikum bezogen. Sie bestimmt die höchste ste Spannung, die am Kondensator anliegen egen darf. Wird die Spannung überschritten itten isoliert das Dielektrikum nicht mehr. Es kommt zu einem Durchschlag durch das Dielektrikum. f. Temperaturabhängi ngigkeit: Temperaturabhäng In Filtern und Schwingk ingkreisen spielt der Temperatur-Koeffizientt TK eine große Rolle. In Abhängigkeit derr Te Temperatur verändert sich die Kapazität.. Die Änderung kann positiv oder negativ tiv sein. Im Idealfall ändert sich die Kap Kapazität bei einer Temperaturänderungg ni nicht. Manche Anwendungen benötigen eine ne exakt berechnete Kapazität. Thomas Rüf 3|Seite
