Problem Aufgabe (2 Kondensatoren , widerstand) ?
Hallo ich habe jetzt eine Aufgabe und die Lösung dazu (siehe Bild) ich stehe nun vor einem Problem bei 2 Teilen , also 2 Fragen warum fällt keine Spannung mehr über dem Widerstand ab,nach Abklingen des Ausgleichsvorgangs ?? wie kommen wir darauf , dass Qges = Q1-Q2 ist ??
3 Antworten
Also am Anfang hast du zwei Kond. mit unterschiedlichem U und C.
Gemäss Q=C*U hat jeder eine andere Ladung Q. Q1 und Q2 halt.
Die Gesamtladung wäre logischerweise Q1+Q2.
Da nun aber C2 mit negativer Spannung (mit verkehrter Polarität) aufgeladen ist, wird Q=C*(-U) , und Q2 erscheint dann als minus in der Rechnung. Also Q1-Q2.
Beim Ausgleich geht keine Ladung "verloren", sie wird nur verschoben, also ist die Gesamtladung immer noch Q1-Q2.
Neu ist nur, dass sie nun gleiche Spannung haben müssen. So wie zwei Wasserzylinder, die unten durch ein Rohr verbunden werden, da stellt sich auch die gleiche Wasserhöhe (=Druck, entspricht Spannung) ein.
Zwischen zwei Punkten gleicher Spannung kann kein Ausgleichsstrom fliessen, also gibt's auch keinen Spannungsabfall mehr über R.
Ich würde hier mit dem Überlagerungssatz arbeiten.
Die Ladungen Q1 und Q2 der beiden Kondensatoren müssen erhalten bleiben, da keine Verluste durch den (fiktiven)Widerstand entstehen. Fiktiv deshalb, weil er offensichtlich den Wert 0 Ω hat.
(Wobei das Nonsens ist, denn wenn R keinen Widerstand hat, darf man ihn nicht als diskretes Element angeben. Ausnahme wäre ein Potentiometer).
Nach dem Abklingen des Ausgleichsvorganges ist die Ladung von
Q1 = U1 * C1 gleich der von Q1 = U31 * (C1+C2),
wobei U31 der Anteil an U3, der durch U1 entsteht.
Damit ist
U31 = 80VDie Ladung von Q2 = U2 * C2 wird gleich der von Q2 = U32 * (C1+C2),
wobei U32 der Anteil an U3, der durch U2 entsteht.
Da die Zählrichtung der Spannung U32 entgegen der
der Spannung U3 ist wird U32 negativ
U32 = -10VU3 = U31 – U32 = 70V
Da beide Kondensatoren nach dem Abklingen des Ausgleichsvorganges die gleiche Spannung U3 haben,
kann kein Stromdurch den fiktiven Widerstand fließen.
Das ist doch im zweiten Bild mit der Formel bereits erklärt. Ausserdem sind nach dem Ladungsausgleich beide Kondensatoren auf die gleiche Spannung geladen, an dem Widerstand haben wir somit gleich große Potentiale an jedem Anschluß.
Somit kann da kein Strom fließen, wenn an beiden Kondensatoren gleich große Spannungen vorliegen. Nur während des Ladungsausgleichs fließt ein Differenzstrom, undzwar so lange bis die Kondensatoren gleiche Spannung aufweisen.