Versuch 1_2: Kondensator im Gleichstrom- und

Praktikum: Grundlagen
der Elektrotechnik und
Halbleiterelektronik
BERUFSAKADEMIE SACHSEN
Staatliche Studienakademie
Leipzig
Versuch 1_2
Studiengang Informatik
1. Semester
Kondensator im
Gleichstrom- und
Wechselstromkreis
Dr. S. Schneider
L. Aschmann
Prof. Dr. I. Brunner
Versuchsaufgabe
Es soll das Verhalten eines Kondensators
• im Gleichstromkreis beim Ein- bzw. Ausschalten einer DC-Spannungsquelle sowie
• im Wechselstromkreis mit AC-Spannungsquelle bei Erregerfrequenzen zwischen 50
Hz und 15 kHz beobachtet werden.
1. Verhalten im Gleichstromkreis
(a) Bauen Sie die elektrische Schaltung entsprechend Abbildung 1 auf! Achten Sie auf die
korrekte Polung des Elektrolytkondensators! Wählen Sie für R = 100 kΩ, für C = 470 µF
sowie für Ub = 12 V!
R1
+
-
100k
+
Ub
-
12V
C
470uF
0
Abbildung 1: Schaltung zum laden des Kondensators.
(b) Registrieren Sie sowohl für den Lade- als auch für den Entladevorgang die zeitliche
Änderung des Stromes IC = IC (t) und der Spannung UC = UC(t) am Kondensator in
Zeitintervallen von ∆t ≈ τ/2!
(c) Stellen Sie die Funktionsverläufe von IC (t) und UC(t) graphisch dar! Bestimmen Sie aus
den Diagrammen die Zeitkonstante τ! Diskutieren Sie das Ergebnis!
2. Verhalten im Wechselstromkreis
(a) Untersuchen Sie das Verhalten der Spannung UC(f) bei Anschluss der Reihenschaltung
von R und C entsprechend Abbildung 2 (R = 100 Ω, C = 1 µF) an eine
Wechselspannungsquelle mit variabler Erregerfrequenz (Frequenzgenerator)!
R1
Ua
100
Ue
UAmp = 1V
Freq = 50 Hz ... 15 kHz
C
Ausgangsspannung
an Oszilloskop
1uF
0
0
Abbildung 2: Reihenschaltung von R und C im Wechselstromkreis
Die Amplitude der Wechselspannung soll Ûe = 1 V betragen, die Frequenzen der
Erregerspannung sollen zwischen 50 Hz und 15 kHz betragen!
Messen Sie die Wechselspannung der Spannungsquelle sowie die Spannung am
Kondensator mit dem am Arbeitsplatz befindlichen Oszilloskop! Ermitteln Sie die
Amplituden der Spannungswerte als Funktion der Frequenz und stellen Sie die Messwerte
in einem halblogarithmischen Diagramm graphisch dar!
(b) Wie verhält sich die Ausgangsspannung am Kondensator mit zunehmender Frequenz?
Diskutieren Sie das Ergebnis!
3. Diskutieren Sie die Fehlereinflüsse beider Teilversuche!
Vorbereitungsthemen
Kondensator, Kapazität, Dielektrikum, Aufbau und Handhabung eines
Elektrolytkondensators, Ein- und Ausschaltvorgänge am Kondensator, Zeitkonstante,
Frequenz, Wechselspannung, Wechselstrom, Hoch- und Tiefpass, Funktionsweise eines
Oszilloskops
Messgeräte und Hilfsmittel
Digitalmultimeter, DC-Spannungsquelle, Frequenzgenerator, Oszilloskop, ElektronikSteckbrett, Laborkabel, Messleitungen, Bauelemente (Widerstand, Kondensator)
Literatur
Plassmann, Schulz: Handbuch Elektrotechnik, Vieweg+Teubner, 2009 (Springer EBooks)
Oszilloskop.pdf, I:\material\schneider_susanne\Elektrotechnik_Elektronik\SE 2009\2.Semester\Praktikum