27 6.4 Gleichstromkreise mit Kondensatoren - Medi

6.4 Gleichstromkreise mit Kondensatoren
R1
tet den Strom nicht (Dielektrikum), sodass sich
auf einer Elektrode die positiven und auf der
anderen die negativen Ladungen ansammeln.
R2
Übrigens ...
Ein Kondensator hat einen unendlich
großen Widerstand.
Abb. 16: Parallelschaltung von zwei Widerständen
6.4.1 Kapazität
medi-learn.de/6-phy-16
Da der Strom zwischen zwei Wegen wählen
kann, addieren sich die Stromstärken durch die
beiden Wege zur Gesamtstromstärke:
Igesamt = I1 + I2
Durch den Weg mit dem größeren Widerstand
(kleinerer Leitwert) wird weniger Strom fließen
als durch den Weg mit dem kleineren Widerstand (größerer Leitwert).
Den Gesamtwiderstand der Schaltung (Ersatzwiderstand) berechnest du mit folgender Formel:
1
1
1
+
=
R2
Rgesamt
R1
Merke!
Bei einer Parallelschaltung von Widerständen
addieren sich die Leitwerte.
Beispiel: R1 = 60 Ω, R2 = 30 Ω
1
1
1
3
+
=
=
30
Rgesamt
60
60
Rgesamt =
6.4
60
= 20 Ω
3
Gleichstromkreise mit Kondensatoren
Ein Kondensator ist ein elektronisches Bauteil, auf dem elektrische Ladungen gespeichert
werden können. Ein Kondensator besteht aus
zwei elektrisch leitenden Flächen, den Elektroden. Das Medium zwischen den Elektroden lei-
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Die Ladungen Q auf den Elektroden eines Kondensators sind proportional zur angelegten
Spannung U. Die Proportionalitätskonstante
heißt Kapazität:
C=
Q
U
[C] = F (Farad)
Die Kapazität hängt von der Bauform des Kondensators ab. Ein Kondensator mit größerer
Kapazität speichert bei derselben Spannung
mehr Ladung als ein Kondensator mit kleinerer Kapazität.
6
6.4.2 Auf- und Entladen: Zeitkonstante
Ein Kondensator braucht eine gewisse Zeit,um
aufgeladen zu werden. Zu Beginn wächst die
Ladung schnell, dann immer langsamer, weil
sich gleichnamige Ladungen abstoßen. Misst
du während des Ladevorgangs die Spannung
(oder die Ladung) in Abhängigkeit der Zeit,
erhältst du einen charakteristischen Verlauf (s.
Abb. 17, S. 28).
Die Zeitkonstante τ hängt von der Kapazität C
des Kondensators und vom Widerstand R im
Stromkreis ab: τ = R ∙ C
Bei der Entladung nimmt die Spannung von
ihrem ursprünglichen Wert U0 exponentiell ab:
U(t) = U0 ∙ e−(t/τ)
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