Frage von achblaaH,

Kondensatorentladung

hi, ich lern grad fürs physik abi und ich hab mal ne frage zur kondensatorentladung.. gefordert ist, zu begründen, warum die stromstärke beim entladevorgangs des kondensators exponentiell abnimmt und nicht zB linear.. ehrlich gesagt, ich habe keine ahnung.. kann mir jmd helfen?

Hilfreichste Antwort von gutzehn,
6 Mitglieder fanden diese Antwort hilfreich

(1) Vereinfachte anschauliche Erklärung:

  • Am Anfang des Entladevorganges ist der Kondensator "voll" aufgeladen (Spannung Umax). Die Spannung treibt mit "voller Kraft" die elektrischen Ladungen an und es fließt ein Strom Imax = Umax/R über den ohmschen Widerstand.

  • Mit der Zeit entlädt sich der Kondensator (die Spannung sinkt ab) und infolge dessen auch der Strom.

  • Da die treibende "Kraft" des Kondensators (die Spannung) abnimmt, "verlangsamt" sich der Entladevorgang (abfliessende Ladungen bzw. Stromfluss) immer mehr.

  • Ein vereinfachter Vergleich zum Verständnis könnte hier z.B. ein Staudamm sein: Wenn dieser sehr hoch ist (Höhe "h") stürzt das Wasser mit großer Geschwindigkeit "v" ins Tal (v = wurzel (2 x g x h).

  • Bei annehmender Fallhöhe "h" verringert sich die Geschwindigkeit des Wassers nicht linear, sondern hier "quadratisch".

(2) Mathematische Lösung:

  • Beim Entladevorgang eines Kondensator gilt die - Dir bestimmt bekannte - Formel U (t) = Umax x e^(-t/RxC) = (Imax / R) x e^(-t/RxC)

    • mit U = Spannung in der Einheit [Volt],

    • t = Zeit in der Einheit [Sekunden]

    • R = Ohmscher Widerstand in der Einheit [Ohm]

    • C = Kapazität des Kondensators in der Einheit [Farrad]

  • Der zeitliche Entladungsvorgang verläuft also exponentiell und nicht linear.

Ein Erläuterung hierzu findest du z.B. auch bei:

http://itteach.ch/it3/Material/Physik/Wandtafel/IU/Portion_06_KondensatorAufundE...

Gutes Gelingen!

LG.

Kommentar von gutzehn,

Vielen Dank für das Sternchen!

LG.

Antwort von emaxba123,
1 Mitglied fand diese Antwort hilfreich
Kommentar von gutzehn,

Ein sehr anschauliches und wirklich gutes Video, vorausgesetzt man ist mit dem Umgang der Laplace Transformation (sowie Rücktransformation) vertraut.

Meiner Erfahrung nach wird dieses mathematisch (elegante) Vorgehen meist erst im Studium vermittelt. Trotzdem DH!

LG.

Antwort von dompfeifer,

Bei der Entladung geht die Spannung exponentiell gegen null. Also verringert sich auch die Stromstärke entsprechend.

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