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Schaltungen von Kondensatoren

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Reihenschaltung von Kondensatoren

  Formel für zwei Kondensatore

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Parallelschaltung von Kondensatoren

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Lade- und Entladekurve von Kondenstoren

  Zeitkonstante (Tau)

Die Zeitkonstante τ ist diejenige Zeit, die der Kondensator bei "linearem" Verlauf benötigen würde, um sich vollständig aufzuladen. Würde der Kondensator also mit einen konstanten Strom I geladen, dann wäre der Ladevorgang nach der Zeit τ beendet.

 Formeln für die

 Lade- und


 Entladekurven

 

Dabei ist e die natürliche Zahl 2,71828.

Ein Kondensator gilt nach Ablauf von 5τ als aufgeladen bzw. entladen.
Beim Ladevorgang nimmt der Kondensator Energie auf, die er beim Entladevorgang wieder abgibt.

Ein Beispiel:

U = 10V;   R = 1.000.000Ω;   C = 10F

τ = R C = 1.000.000 10 10-6 = 10s

Ladevorgang

  • Nach 10 Sekunden (1τ) hat die Spannung UC am Kondensator einen Wert von 63,2% (= 6,32V) der Nennspannung U erreicht.
    Nach ca. 5τ = 50s hat die Spannung am Kondensator dann nahezu die volle Nennspannung (9,93V) erreicht (siehe Diagramm unten).
  • Der Strom durch den Kondensator sinkt von innerhalb 10 Sekunden (1τ) von 10A auf den Wert von 3,68A (= 36,8%).
    Nach ca. 5τ = 50s ist der Strom dann auf nahezu 0A (0,07A) gesunken.

Entladevorgang

  • Nach 10 Sekunden (1τ, Zeitpunkt 60s im Diagramm, Entladevorgang beginnt bei 50s) ist die Spannung am Kondensator auf einen Wert von 36,8% (= 3,68V) der Nennspannung U gesunken.
    Nach ca. 5τ = 50s (Zeitpunkt 100s im Diagramm) ist die Spannung am Kondensator dann auf nahezu 0V (0,07V) gesunken.
  • Der Strom durch den Kondensator verhält sich zahlenmäßig wie beim Ladevorgang - nur dass er jetzt in umgekehrter Richtung durch den Kondensator fließt.

Mit diesen Eigenschaften eignet sich der Kondensator gut für die Pufferung / Glättung / Siebung von Versorgungsspannungen.

 

Erstellt am: 29.06.2006
Letzte Aktualisierung: 29.06.2006

 

 

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