Um einen Kondensator kontrolliert aufzuladen, lädt man den Kondensator über einen Widerstand auf.
Ohne einen ohmschen Widerstand in Reihe wäre der Kondensator ja sofort aufgeladen und es gäbe nichts zu sehen 😉
Wie dem auch sein. In der Praxis hat man schließlich ebenfalls zumindest in den Zuleitungen einen ohmschen Widerstand, so dass Kombination ohmscher Widerstand und Kondensator Sinn macht.
Um dieses Thema, nämlich die Kondensatoraufladung über einen ohmschen Widerstand, soll es in diesem Artikel gehen.
Im heutigen Video untersuche ich die zeitlichen Vorgänge bei der Ladung eines Kondensators.
Zunächst untersuche ich ein sehr großes Zeitintervall , indem ich eine konstante Stromstärke annehme. Schnell zeigt sich, dass man kleinere Zeitintervalle nehmen muss, um die Vorgänge genauer zu betrachten.
Denn: Wenn die ersten Ladungsträger auf den Kondensator geflossen sind, entsteht schon eine elektrische Spannung am Kondensator ( U = Q/C ). Da der Widerstand in Reihe zum Kondensator geschaltet ist, fällt dort weniger Spannung ab.
Das heisst: Es fließt ein geringerer Strom. Dies muss man berücksichtigen und für das folgende Zeitintervall eine kleinere Stromstärke berechnen.
Das Vorgehen ähnelt dem des vergangenen Videos zur Berechnung der Ladung auf Kondensatoren, die in Reihe geschaltet sind.
Im Video gehe ich davon aus, dass nur für ein kurzes Zeitintervall (100ms) ein konstanter Strom fließt, berechne die Spannung am Kondensator und anschließend die Spannung, die noch am Widerstand abfällt. Hiermit kann ich dann den Strom berechnen, der nach diesem Zeitintervall, also in dem zweiten Zeitintervall von 100 ms, fließt.
Video zur Kondensatoraufladung
Ein Video sagt mehr als tausend Worte 😉
Here we are …
Deine Aufgabe
Die Aufgabe bis zur nächste Folge ist die Vervollständigung der Tabelle.
Berechne also für die nächsten Zeitintervalle von jeweils 100 ms Spannungen und Stromstärken.
Du wirst merken, dass sich irgendwann kaum noch etwas ändert.
Dann ist es höchste Zeit, mit den Berechnungen aufzuhören. 😉
Zeichne anschließend die Kondensatorspannung in Abhängigkeit von der Zeit in ein Diagramm und Du erhälst die typische Darstellung für die Aufladung eines Kondensators.
In der nächsten Folge werde ich das einmal mit Excel zeigen.