"CMOS-Gleichung" P=C*U^2*f?

was ist f?

f=Die Frequenz, U=Spannung, P=Leistung

2 Antworten

Schauen wir uns mal einen Kondensator im Gleichstromkreis an. Dort gilt ja für die Energie:

Wel=(1/2)*C*U^2

Leistung ist Energie pro Zeit bzw Arbeit pro Zeit. Im Wechselstromkreis erhalten wir einen kapazitiven Blindwiderstand durch die Kapazität, der Kondensator wird also immer mal wieder geladen und entladen.

Das (1/2) erhalten wir, da wir beim Ladevorgang bei jeder weiteren Ladung mehr Arbeit investieren müssen. Warum? Gleichnamige Ladungen stoßen sich doch ab! Aber du willst gerade jede menge davon auf eine Platte bringen, je mehr du sie dazu zwingst zu kuscheln, desto mehr Arbeit musst du leisten.

Das gilt auch für den Wechselstromkreis, doch diesmal spielen dir die abstoßenden Kräfte der Ladungen in die Hände und somit verschwindet das (1/2) wieder aus der Gleichung.

Nun brauchen wir nur noch die Zeit mit reinzubringen und das machen wir mit der Frequenz.

P=C*U^2*f

die Frequenz wird mit s^-1 angegeben oder Hz oder damit man es sogar noch besser sieht 1/s

alleine mit C*U war schon klar, da steht etwas mit Energie. wenn wir mit 1/s multiplizieren erhalten wir C*U/t bzw C*U/s und das ist die selbe Aussage wie W/t also Arbeit pro Zeit und das ist unsere physikalische Leistung.

heißt also wir haben einen Kondensator am Wechselstromkreis angeschlossen und wenn wir nun wissen wollen wie viel Leistung am Kondensator umgesetzt wird, brauchen wir nur diese Gleichung anzuwenden.

Diese Gleichung bezieht sich allerdings auf Rechteckspannungen. Analog dazu sehen wir uns mal die Gleichung für den kapazitiven Blindwiderstand an:

Qc=C*U^2*ω

Wärhend:

ω=2*π*f

das heißt in diesem Fall handelt es sich um eine Sinusförmige Wechselspannung hier ist es so, dass der Strom früher kommt als die Spannung. Das liegt daran weil die Spannung die am Kondensator abfällt anfangs erstmal bei 0 liegt aber der Strom steigt ja (siehe Ladevorgang eines Kondensators) direkt pulsförmig an. Im negativen Bereich der Sinuskurve sieht es ähnlich aus.

Bei der Rechteckspannung jedoch haben wir direkt eine Spannung die angelegt wird. Das heißt Strom und Spannung steigen Pulsförmig an im weiteren Verlauf bleibt die Spannung zunächst konstant, währenddessen singt jedoch der Strom ab. in die negative Richtung passiert das gleiche.

Wir haben hier also KEINE Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom und somit handelt es sich hier in dem Fall auch um eine Wirkleistung P ansonsten hätte da Qc stehen müssen für die kapazitive Blindleistung.

auch das 2*π verschwindet, da wir in diesem Fall nur zwischen positiven maximum und negativem maximum springen aber niemals dazwischen, also entweder voll positiv oder voll negativ aber nie 0.

 - (Schule, Mathematik, Informatik)

Zum Teil kann ich helfen.

Bei einer Kapazität spielt die Fläche A und der Abstand d eine Rolle.

Cist der Kapazitätswert des Kondensators und U die Spannung. e0 könnt die Konstante für Luft als Dielektrikum sein und er ein Faktor zu e0 bei von Luft verschiedenem Dielektrikum. je größer die Fläche A umso größer ist C und umgekehrt, je größer d umso kleiner ist C.

Und was passiert wenn C größer wird? Gibt es dann einen Unterschied oder Auswirkungen?

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@schueler404

C ist abhängig von den anderen Variablen. Dh d kleiner, oder und A grösser oder und er ein anderes dielektrikum.

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@tomkaller

C ist abhängig von den anderen Variablen. Dh d kleiner, oder und A grösser oder und er ein anderes dielektrikum.

die Auswirkungen kannst Du bei der Formel sehen, Q=C*U (zum besseren merken gesprochen Q=Q

Stell Dir vor Du hast einen Drehko, da kannst Du das Rotorpaket ganz rausdrehen, da ist A=0

oder halb drin und damit kannst Du den C ändern. Das geht aber nicht mit Festkondensatoren.

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Bei der cmos formel könnte noch das pi fehlen. Begründung

P= U**2 / R

R ist ähnlich XC = 1/(2 pi f C)

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