Kondensator im Wechselstromkreis Schaltplan?
Ich war an dem Tag krank, deswegen frage ich hier:
Das sind 2 Schaltpläne, die Aufgabe war jeweils Strom zu messen und einen Merksatz zu formulieren.
Folgendes ist die Lösung:
Im Gleichstromkreis fließt nur kurzzeitig ein Strom. Im Wechselstromkreis fließt ein Strom.
Wie lässt sich das erklären?
Weiter: Ergibt folgender Aufbau Sinn, weil ich da nicht wirklich verstehe wie bei dem Kondensator (Blockkondensator) der Strom langfließt?
2 Antworten
versuche einfach mal einen Kondensator als Topf zu betrachten.
Einmal füllst du Wasser hinein, wenn der Topf halb voll ist, saugst du es wieder raus.
Das wiederholst du immer und immer wieder.
Damit erzeugst du einen ständigen Strom. Einmal hin, einmal her.
Anders ist es mit dem Kondensator auch nicht. Der wird mit Elektronen gefüllt und, wenn sich die Wechselspannung in der Polarität ( + - ) umkehrt, fließen die wieder raus.
Bei Gleichspannung geht das nicht, wenn das Ding voll ist, dann ist es voll. Der Strom wird Null.
Das ist natürlich nur eine Modellvorstellung. Für das Verständnis reicht das völlig aus.
Uns wurde dann auch versucht zu erklären, dass das was mit der Kraft zu tun hat, die ich brauche um die Ladungen zu trennen und wenn es mehr sind ist sie deswegen größer?
wie schon geschrieben, ist das mit einem Topf und Wasser eine sehr einfache Erklärung, bei der praktisch kein Druck (ob Wasserdruck oder elektrische Spannung) notwendig ist.
Ersetzte einfach mal den Topf durch ein dickes Rohr, das in der Mitte mit einer Gummifolie verschlossen ist. Rechts und Links sind dann die Drähte wie bei einem Kondensator. Ersetze dann noch Wasser durch Luft und die Spannungsquelle durch eine Luftpumpe.
Was passiert, wenn die mit der Pumpe auf der einen Seite des Rohres (denke gleich an den Kondensator) Luft abpumpst und auf der anderen Seite wieder rein?
Irgendwann geht es nicht weiter, weil die Gummifolie verhindert, dass Luft nach strömt. Auch wird mit der Zeit der Luftstrom (oder eben der elektrische Strom) kleiner, weil die Menge begrenzt ist. Zwischen der einen und der anderen Seite des dicken Rohres wird aber der Druck größer, die Gummifolie verbiegt sich.
Wenn man mit höherem Druck, also einer höheren Spannung arbeitet kann mehr Luft abgesaugt bzw. auf der anderen Seite eingepresst werden.
Der Kondensator nimmt eine höhere Ladungsmenge auf.
Die Luftpumpe oder eben eine Spannungsquelle liefert den Druck, die Spannung.
Wird die Luftpunkte zugehalten (oder die Klemmen der Spannungsquelle bleiben offen), kann keine Luft strömen, keine elektrischer Strom fließen.
Nimmt man z.B. eine Batterie und schließt die an so einen Kondensator an, dann wird weil der ja (wie das Rohr ) leer ist. ein großer Strom fließen. Je voller der Kondensator wir, umso kleiner muss der Strom werden. Wenn er ganz voll ist, kommt der Stromfluss zum erliegen, die Spannung ist dann so hoch, wie die an der Batterie
Würde man die Batterie umpolen (+ und - vertauschen), fließt der Strom rückwärts (im Rohr geht die Gummifolie bist zur Mitte und dann bis zum nächsten Anschlag )
Wenn also Wechselspannung an einen Kondensator angelegt wird, gibt es abwechselnd ein Laden und Entladen, laden mit andere Polarität, Entladen .....
Das mit der Proportionalität
U ist proportional zu I kennen gelernt:
trifft bei Kondensatoren nicht zu. Das gilt nur für Widerstände !!!!
Wenn du das von mir verstanden hast, zeichne doch einfach mal eine Kurve, wie der Strom in den Kondensator hinein verlaufen würde. ( der muss mal Null werden, kann das aber plötzlich sein?)
Dann kannst du auch versuchen den Verlauf der Spannung zu zeichnen.
Im Gleichstromkreis fließt anfänglich sogar ein großer Strom. Dieser lädt den Kondensator relativ schnell auf und dann ist die Kondensatorspannung genau so groß wie die Spannung der Gleichspannungsversorgung. Dann fließt überhaupt kein Strom mehr.
Bei einer Wechselspannung führt der periodische Polaritätswechsel dazu, dass auch der Kondensator periodisch auf- und wieder entladen wird. Es fließen darum ständig Lade- und Entladeströme, was ein Wechselstrommessgerät als dauerhaften Strom mit einer bestimmten Stromstärke anzeigen würde.
Dein Versuchsaufbau entspricht ja dem Schaltplan, wenn es eine Reihenschaltung von Spannungsquelle, Schalter, Kondensator und Amperemeter sein soll.
Vielleicht kannst du mir ja auch hier bei helfen: Wir hatten im Unterricht auch noch den Zusammenhang
Frage 1: U ist proportional zu I kennen gelernt:
Dabei wurde uns nicht wirklich richtig erklärt, was Spannung ist:
Wenn ich den Kondensator mit doppelter Spannung auflade, wieso steigt dann die Ladungsmenge auch um 2*vorherige Ladungsmenge
Uns wurde Spannung irgendwie als Energie der Teilchen erklärt, aber wieso wird da die Ladungsmenge doppelt so groß?
Frage 2: Wieso wird I, wenn ich den Kondensator entlade, immer weniger weniger? Also wieso wird es am Anfang schnell weniger und dann immer weniger?