Kapazitiver Spannungsteiler mit PSPICE, Teil2

In diesem Artikel wird es nun um die Auswertung des Simulationsergebnisses aus der Simulation des Kapazitiven Spannungsteilers mit PSPICE gehen.

In dem letzten Artikel habe ich die Stromstärke bei drei in Reihe geschalteten Kondensatoren mit PSPICE aufgenommen.

In diesem Artikel soll nun aus der gemessenen Stromstärke die Spannungen an den einzelnen Kondensatoren ermittelt werden.

Zunächst einmal muss sich noch einmal verdeutlichen, wie denn der Zusammenhang zwischen elektrischer Ladung und dem elektrischen Strom aussieht.

Der elektrische Strom ist nichts anderes als Ladungsträgerbewegung. Wenn also eine Ladung von 1 As in einer Sekunde von einem Punkt an einen anderen transportiert worden ist, dann war dafür eine Stromstärke von I = 1As/1s = 1A nötig.

Umgekehrt kann man aber auch so sehen:

Wenn eine Stromstärke I=1A eine Sekunde lang fließt, dann ist Q = 1A x 1s = 1As bewegt worden.

Mit dieser Erkenntnis können wir nun Stück für Stück die Ladungsmenge, die auf die Kondensatoren geflossen ist, bestimmen.

Da die Stromstärke mit der Zeit abnimmt, können wir die Ladungsmenge nur näherungsweise bestimmen.

Hierzu betrachten wir ein kleines Zeitintervall, schätzen die Stromstärke ab und gelangen so zur bewegten Ladungsmenge. Das gleiche machen wir für das nächste Zeitintervall, usw.

Die Summe der Ladungsmengen, die in den einzelnen Zeitintervallen auf die Kondensatoren geflossen sind, ergibt dann die gesamte Ladungsmenge.

Video zur Bestimmung der Ladungsmenge der Kondensatoren

Im Video zeige ich die Bestimmung der Ladungsmenge für die ersten beiden Zeitintervalle.


Deine Aufgabe

Deine Aufgabe ist es nun, Dir zunächst einmal zu verdeutlichen, was hier eigentlich genau gemacht wird und dann anschließend, die Ladungsmengen für die nächsten Zeitintervalle zu bestimmen.

Gegen Ende der Kondensatoraufladung ist die Stromstärke so klein geworden, dass nur noch wenige Ladungsträger verschoben werden. Die gesamte Ladungsmenge ändert sich dann kaum noch. Hier kannst Du dann aufhören.

Insgesamt solltest Du auf eine Gesamtladung zwischen 6,5 und 7 As kommen.

Hier findest Du das Diagramm aus dem Video als PDF-Datei.

In der nächsten Folge geht es dann um die Interpretation des Ergebnisses und um die Berechnung der Teilspannungen an den Kondensatoren.