Kondensator Energieberechnung?

2 Antworten

Die eine Formel beschreibt die im Kondensator gespeicherte elektrische Energie und die andere die an einer elektrischen Ladung im elektrischen Feld verrichtete Arbeit. Folglich sind in diesem Fall beide "W" nicht identisch.

LG H.

Denis2412 
Fragesteller
 04.04.2024, 14:27

Das heißt, w = c * u² ist nur dann anwendbar, wenn die Spannung konstant ist (also gespeicherte energie?) beim aufladen und entladen gilt also w = 1/2 * c * u².

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Halswirbelstrom  04.04.2024, 15:35
@isohypse

Man kann die beiden Ausgangsformeln nicht vernünftig miteinander verknüpfen, weil jede für sich einen anderen physikalischen Sachverhalt beschreibt. Eine solche (unvernünftige) Verknüpfung ist vergleichbar mit dem Versuch, einen Hecht mit einem Specht zu kreuzen.

LG H.

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isohypse  04.04.2024, 16:07
@Halswirbelstrom

Naja, aber die gespeicherte Energie ist schon W=CU²/2 . Ich würde eher sagen, dass W=Q*U nicht "brauchbar" ist. Stattdessen müsste man differenziell schreiben dW=U*dQ und daraus ergibt sich durch Integration W=CU²/2

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Halswirbelstrom  04.04.2024, 16:13
@isohypse

Kennst du die Definitionsgleichung der elektrischen Spannung? Wenn man sie nach W umstellt, erhält man mit Sicherheit eine "brauchbare" Gleichung.

LG H.

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isohypse  04.04.2024, 16:42
@Halswirbelstrom

Minst du dU = dW/Q ?

Das sind aber alles keineswegs verschiedene Beziehungen, die miteinander nichts zu tun hätten.

Die scheinbare Diskrepanz des Fragestellers ergibt sich lediglich dadurch, dass während des Ladevorgangs U nicht konstant ist. Genauso, wie man aus s=v*t und v=a*t nicht schließen kann, dass s = a*t² , da ja v nicht konstant ist. Auch hier unterschlägt man den Faktor 1/2.

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Halswirbelstrom  04.04.2024, 18:39
@isohypse

Das ist ein passender Vergleich. Die Geschwindigkeit in den Bewegungsgesetzen gleichzusetzen, führt zu einem Fehlschluss, weil v = konst. und v ~ t ungleiche Beziehungen zwischen v und t darstellen. Die "Unterschlagung" von 1/2 ist die Folge davon.

Mit der elektrischen Arbeit, die bei Verschiebung der elektrischen Ladungsmenge im elektrischen Feld verrichtet wird ist es ebenso. Beim Laden des Kondensators ändert sich die Spannung und die elektrische Feldstärke. Das elektrische Feld ändert sich folglich zeitlich. Wenn jedoch eine elektrische Ladungsmenge Q in einem zeitlich konstanten elektrischen Feld von Punkt A nach Punkt B verschoben wird, so ist die Spannung für diese beiden Punkte eine konstante Spannung U. Die Gleichsetzung der in den beiden elektrischen Feldern verrichteten Arbeiten führt daher auch zu einem Fehlschluss.

LG H.

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Während du von 0V bis U auflädst, wird Energie zugeführt. Zu jedem Zeitpunkt ist die durch die kleine Ladung dQ zugeführte Energie in einer kleinen Zeitspanne dt

dE = Q*dU(t)

Nun ist aber U eben nicht konstant - im Mittel hast du nur die halbe End-Spannung. Daher der Faktor 1/2...

Formal:

es gilt immer



Arbeit:



Integrieren von 0 bisU: