Verliert man Energie, wenn man einen Kondensator an einer Batterie auflädt?

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2 Antworten

bei jedem fluss und jeder umwandlung von energie geht eben solche verloren. meistens durch abwärme. sei es nun reibung oder der elektische Widerstand.

dem entsprechend geht schon im moment des aufladens Enerige verloren. ist der kondensator erst einmal geladen und wieder von der batterie getrennt, dann geht weitere energie verloren, da kondensatoren dazu neigen, sich sehr schnell selbst wieder zu entladen...

lg,Anna

1.) Angenommen die Batterie hat 10V und 3 Amperestunden. Der Kondensator kann bei 10V genau 1 Farad speichern. Das entspricht dann 10 Amperesekunden (Coulomb) bzw 50 Wattsekunden (Joule). Diese Ladung wird der Kondensator am Ende haben, wenn wir ihn von der Batterie aus aufladen. Nun ist aber die Frage, ob die Batterie eben nur genau diese 10 As bzw 50 Ws an Energie leisten muss, um den Kondensator aufzuladen, oder mehr, weil evtl. Energie unterwegs in den Zuleitungen umgewandelt wird!? Und was bedeutet das für die Batterie und/oder den Kondensator, wenn Unterwegs Energie umgewandelt wird ("verloren geht"), als Wärme am Kabelwiderstand und dementsprechend nicht am Kondensator als Ladung ankommt?

2.) a) ähnlich Punkt 1, jetzt verwenden wir aber einen Begrenzungswiderstand von 10 Ohm, damit der Ladestrom anfangs nicht einem Kurzschluss gleicht. Jedoch wird der Widerstand warm. Ist diese Wärme eine zusätzlich von der Batterie entnommene Energie, im vergleich dazu, wenn wir den Kondensator ohne Ladebegrenzungswiderstand laden würde? (das einfache Kabel bleibt ja kühl, obwohl kurzzeitig ein extrem hoher Strom fliest.. aber eben nur sehr kurz)

b) jetzt tauschen wir den Begrenzungswiderstand gegen eine 10 Watt Glühlampe aus, die die selbe Funktion übernehmen soll.... die Lampe leuchtet und wird heiß, allerdings viel heißer, als der Widerstand zuvor... dazu die Frage: haben wir jetzt noch mehr Energie aufwenden müssen, von der Batterie, um den Kondensator gleich voll zu laden (1F @ 10V), als zuvor? oder genau so viel, wie mit dem Widerstand in Punkt 2a ??

c) was passiert und bedeutet es für den Energiehaushalt der Schaltung, wenn man die Lampe gegen einen kleinen Motor austauscht, der wiederum einen kleinen Generator antreibt, mit dessen Energie man die Batterie über eine Gleichrichter-Schaltung rück-auflädt?

ich hoffe nun ist klar, in welche Richtung meine Frage genau gemeint war.. dass Energie verloren geht bzw umgewandelt wird, ist klar... aber wie viel und ob es Unterschiede gibt, je nach dem, was wir (nichts, Widerstand, Lampe, Motor) als Ladestrombegrenzung hernehmen, ist mir nicht klar.

LG

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zu 1) Wieviel Energie aus der Batterie verloren geht, kann man Pauschal nicht sagen. Die hälfte, ein zehntel, ein tausendstel... kommt darauf an, wieviel Energie in der Batterie vorhanden ist, wieviel der Kondensator aufnehmen kann etc.

zu 2) selbstverständlich geht beim leuchten der Lampe Energie "verloren", irgendwoher muss die Lampe Energie beziehen, da Licht auch nichts anderes als Energie ist

Physiker sind sehr empfindlich wenn man sagt, dass Energie "verloren" geht, das gehört zu den Dingen, die ich dank meinem Physik-Leistungskurslehrer nie vergessen werde. Wenn man ganz korrekt sein will, muss man sagen "Energie wird umgewandelt"

man kann ruhig verloren gehen sagen, wenn man geld auf der bank anlegt, kanns ja auch verloren gehen, weg ist es nicht, es hat nur jemand anderes...

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@Peppie85

Da gebe ich dir recht. Man kann sagen, dass Energie aus diesem kleinen Kreislauf verloren geht, wenn man eine Energiebilanz ziehen würde.

Und sollte meine Bank mein Geld anderen Leuten gutschreiben, würde ich aber schleunigst die Bank wechseln :)

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zu 1) Angenommen die Batterie hat 10V und 3 Amperestunden. Der Kondensator kann bei 10V genau 1 Farad speichern. Das entspricht dann 10 Amperesekunden (Coulomb) bzw 50 Wattsekunden (Joule). Diese Ladung wird der Kondensator am Ende haben, wenn wir ihn von der Batterie aus aufladen. Nun ist aber die Frage, ob die Batterie eben nur genau diese 10 As bzw 50 Ws an Energie leisten muss, um den Kondensator aufzuladen, oder mehr, weil evtl. Energie unterwegs in den Zuleitungen umgewandelt wird!? Und was bedeutet das für die Batterie und/oder den Kondensator, wenn Unterwegs Energie umgewandelt wird ("verloren geht"), als Wärme am Kabelwiderstand und dementsprechend nicht am Kondensator als Ladung ankommt?

zu 2) a) ähnlich Punkt 1, jetzt verwenden wir aber einen Begrenzungswiderstand von 10 Ohm, damit der Ladestrom anfangs nicht einem Kurzschluss gleicht. Jedoch wird der Widerstand warm. Ist diese Wärme eine zusätzlich von der Batterie entnommene Energie, im vergleich dazu, wenn wir den Kondensator ohne Ladebegrenzungswiderstand laden würde? (das einfache Kabel bleibt ja kühl, obwohl kurzzeitig ein extrem hoher Strom fliest.. aber eben nur sehr kurz)

b) jetzt tauschen wir den Begrenzungswiderstand gegen eine 10 Watt Glühlampe aus, die die selbe Funktion übernehmen soll.... die Lampe leuchtet und wird heiß, allerdings viel heißer, als der Widerstand zuvor... dazu die Frage: haben wir jetzt noch mehr Energie aufwenden müssen, von der Batterie, um den Kondensator gleich voll zu laden (1F @ 10V), als zuvor? oder genau so viel, wie mit dem Widerstand in Punkt 2a ??

c) was passiert und bedeutet es für den Energiehaushalt der Schaltung, wenn man die Lampe gegen einen kleinen Motor austauscht, der wiederum einen kleinen Generator antreibt, mit dessen Energie man die Batterie über eine Gleichrichter-Schaltung rück-auflädt?

ich hoffe nun ist klar, in welche Richtung meine Frage genau gemeint war.. dass Energie verloren geht bzw umgewandelt wird, ist klar... aber wie viel und ob es Unterschiede gibt, je nach dem, was wir (nichts, Widerstand, Lampe, Motor) als Ladestrombegrenzung hernehmen, ist mir nicht klar.

LG

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@fallenangel3k

1) Wenn man einen gewissen Energiebetrag transferieren will, sagen wir aus der Steckdose oder einer Batterie bis hin zum Kondensator oder was auch immer, dann ist die Energie am Zielort nicht die gleiche wie zum Anfang. Ein Teil der Energie bleibt "auf der Strecke", in aller Regel wird die Energie in Wärme umgewandelt.

Wenn du also willst, dass ein bestimmter Betrag am Ziel ankommt, musst du die Reibungsverluste kompensieren, indem du den Fehlbetrag zusätzlich beim Input berücksichtigst.

2a) Wärme ist in so einem Kreislauf quasi ein Abfallprodukt. Die Leitung wird nicht warm, weil die Energie ja hauptsächlich am Zielort ( Lampe, Kondensator, ...) ankommt.

b) die Lampe wird heiß, dass ist richtig, aber was passiert da ? durch den elektrischen Strom heizt sich der Draht auf und leuchtet. Das Licht ist bereits Energie, die umgewandelt wurde. Nun werden die Lichtwellen ( oder Photonen, je nachdem ...) auf das Glas der Glühbirnetreffen und einen Teil ihrer Energie wieder in Form von Reibeung /Wärme an das Glas abgeben. Das hat aber dann nichtsmehr mit dem Energieverlust aus dem ursprünglichen Stromkreislauf zu tun.

wenn die Glühbirne mehr Hitze abstrahlt, als das Medium zuvor, dann kannst du fest davon ausgehen, dass mehr Energie verbraucht / umgewandelt wurde.

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