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Parallelschaltung von geladenen und ungeladenen Kondensator
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Foren-Übersicht -> Physik-Forum -> Parallelschaltung von geladenen und ungeladenen Kondensator
 
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3li7är
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Anmeldungsdatum: 04.02.2005
Beiträge: 357

BeitragVerfasst am: 24 Feb 2005 - 23:10:32    Titel:

hallo

selbst eine gerade antenne stellt einen schwingkreis dar.

die energie schwingt ständig zwischen eletrischem und magnetischem feld hin und her.

auch bei unserem experiment ist die schwingfrequenz von der induktivität abhängig, aber dass die geschichte schwingt ist klar.

real haben wir immer einen ohmschen widerstand und der sorgt dafür, dass die schwingung gedämpft ist und hier bleibt immer (unabhängig von der frequenz) 1/2 E übrig.

gruß
otto
Gast







BeitragVerfasst am: 25 Feb 2005 - 22:12:08    Titel:

Zitat:
real haben wir immer einen ohmschen widerstand und der sorgt dafür, dass die schwingung gedämpft ist und hier bleibt immer (unabhängig von der frequenz) 1/2 E übrig.


Weisst Du was,...ich lass es jetzt.

Wenn Du Dir nochmal die Rechnung von _Christoph anschaust, wirst Du feststellen dass 1/2 E nicht die Lösung ist. Und wenn Du Dir den Thread nochmal durchliest, wirst Du auch herausfinden warum.
kontex
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Anmeldungsdatum: 25.08.2005
Beiträge: 2

BeitragVerfasst am: 25 Aug 2005 - 17:51:58    Titel: lösung!

gestern ging mir zusammen mit einem freund die lösung des problems auf!

das problem ist, dass die formel falsch aufgestellt ist. würde die gleichung stimmen wäre der energieerhaltungssatz widerlegt. denn für die gesamtenergie W im system würde gelten:

W=W/2 -> widerspruch

aber was stimmt nun nicht?
wenn der eine kondensator den andern läd, muss bis zum ausgleich ein strom fließen. wenn es sich dann beim leiter zwischen den kondensatoren nicht gearde um einen supraleiter handelt, wird durch diesen strom ein energieverlust stattfinden.
dieser energieverlust ist gerade:
W=U*I*t
U ist die spannung welche am leitungswiderstand abfällt, I der Strom durch die Leitung und t ist die dauer des ausgleichsprozesses.
was das ganze kompliziert macht ist, dass sich strom und spannung ständig ändern.
am anfang fällt die gesamte spannung Uc1 des geladenenen kondensators an der leitung ab. während des prozesses immer gerade Uc1-Uc2.

Verblüffend ist, dass immer genau die hälfte der gesamten Enerige verbraten wird. aber um das formal zu beweisen reichen meine mathematischen fähigkeiten leider nicht aus.
ich habe nur ein programm schreiben können, was aus vordefinierten werten in näherung die verlorene wärmeenergie ausspuckt. und siehe da: die abgestrahlte wärmeenergie ist genau die hälfte der gesamten energie im system.

die richtigere gleichung lautet also:
Wc10+Wc20+Wel0=Wc1e+Wc2e+Wele

Wc10: energie kondensator 1 zum zeitpunkt t=0 = maximal
Wc20: energie kondensator 1 zum zeitpunkt t=0 = 0
Wel0: energie die durch wärmeentwicklung flöten geht. bei t=0 =0

Wc1e: Wc2e Energie der beiden kondensatoren zum zeitpunkt t=t1
Wele: durch wärmeabstrahlung verlorene Energie.

nun noch der extremfall leitungswiderstand = 0 (Supraleiter)
besitzt das system keinen widerstand wird immer nur ein Kondensator der zwei geladen sein. Alle Ladungsträger könnten nämlich in dem Fall auf einmal von einem Kondensator auf den andern wechseln. und hin und zurück und hin und zurück. es wird sich kein ausgleichszustand einstellen.

falls ihr mir nicht glaubt hats hier wer ziemlich ausführlich ausgetestet:
http://www.hcrs.at/KOND.HTM

fazit:
die aufgabe vermittelt eine vernachlässigbarkeit des elektrischen widerstands. dieser kann bei dieser aufgabe aber nicht vernachlässigt werden.
xaggi
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Anmeldungsdatum: 15.03.2004
Beiträge: 1190

BeitragVerfasst am: 25 Aug 2005 - 18:25:05    Titel:

Zitat:
fazit:
die aufgabe vermittelt eine vernachlässigbarkeit des elektrischen widerstands. dieser kann bei dieser aufgabe aber nicht vernachlässigt werden.


Genau. Und wenn du das Thema gelesen hättest, hättest du festgestellt, dass 3li7är das in seiner ersten Antwort schon geschrieben hat :-).
kontex
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Anmeldungsdatum: 25.08.2005
Beiträge: 2

BeitragVerfasst am: 25 Aug 2005 - 18:32:24    Titel:

xaggi hat folgendes geschrieben:
Zitat:
fazit:
die aufgabe vermittelt eine vernachlässigbarkeit des elektrischen widerstands. dieser kann bei dieser aufgabe aber nicht vernachlässigt werden.


Genau. Und wenn du das Thema gelesen hättest, hättest du festgestellt, dass 3li7är das in seiner ersten Antwort schon geschrieben hat Smile.


hab ich gelesen... nur hab ich ihm damals nicht geglaubt Smile
und jetzt bin ich stolz das ich doch noch selbst die lösung gefunden hab und will sie in die welt rausschreien... Smile
und wieso nicht hier, wo doch einige andere auch nicht überzeugt waren...
xaggi
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Anmeldungsdatum: 15.03.2004
Beiträge: 1190

BeitragVerfasst am: 25 Aug 2005 - 19:25:16    Titel:

Zitat:
und wieso nicht hier, wo doch einige andere auch nicht überzeugt waren...


Okay, das lass ich gelten :-).

Damit hätten wir das richtig gestellt und können dieses alte Thema wieder vergessen.
pehe
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Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 1

BeitragVerfasst am: 11 Mai 2006 - 14:24:52    Titel:

Versuch Dir doch mal ein U-Rohr mit Wasser vorszustellen, das am Anfang durch einen Hahnen unten in der Mitte verschlossen ist und nur Wasser in der einen Hälfte hat.
Wird der Hahn geöffnet verteilt sich das Wasser, die potetielle Energie sinkt auf die Hälfte. Aber ert nach Abklingen der Schwingung.
Lasse ich das Wasser langsam in den 2. Raum fließen muss ich "Bremsarbeit" verrichten, z.B. durch einen Kolben!
Nilas
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Anmeldungsdatum: 19.06.2008
Beiträge: 1

BeitragVerfasst am: 19 Jun 2008 - 17:57:44    Titel:

Tut mir leid, aber die Argumentation über Induktivitäten, Schwingkreise, EM-Abstrahlung, Wärmeverluste in ohmschen Widerständen oder im Dielektrikum kann ich nicht nachvollziehen!

Würde das stimmen müsste das Ausmaß der Verluste irgendwie von der Induktivität oder vom ohmschen Widerstand oder von der Dielektrizitätskonstante abhängen. Das ist aber nicht der Fall! Der Verlust bleibt immer gleich groß.

Und betrachtet man den hypothetischen Fall, dass keine Induktivitäten und keine ohmschen Widerstände existieren (was man gemäß der Aufgabenstellung tut), würde sich das selbe ergeben! Es liegt definitiv nicht an Wärmeverlusten oder irgendwelchen Abstrahlungen, das ist einfach unlogisch.

Wenn man bei einem geladenen Plattenkondensator der Anziehungskraft nachgibt wird die Energie im Feld verringert, das ist klar denn ich bekomme durch die Anziehung ja Energie heraus. Ergo folgt daraus, dass wenn ich die Kapazität erhöhe (Abstand verringern erhöht die Kapazität) ich die Energie im Feld verringere. Und daraus folgt, dass wenn ich einen Kondensator parallel schalte (und damit die Kapazität erhöhe) die Energie weniger werden muss. Aber wo ist die Energie jetzt hin? Es gibt ja keine mechanische Arbeit...

Habe noch folgenden Link gefunden, aber so ganz steige ich noch nicht durch: Link.
Oldy
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Anmeldungsdatum: 11.01.2007
Beiträge: 500

BeitragVerfasst am: 19 Jun 2008 - 19:16:08    Titel:

Die Ladungsdichte wird kleiner. Die Elektronen können sich beim Parallelschalten eines zweiten Kondensators auf eine größere Fläche verteilen. Beim Verschieben wird von den Ladungen selbst Arbeit geleistet, da sie sich ja alle gegenseitig abstoßen.
Wollte man umgekehrt die Elektronen wieder auf die halbe Fläche zusammenschieben, müsste man, um sie gegen deren Abstoßungskräfte zu bewegen, Arbeit leisten, wodurch sich die Energie des Systems dann wieder erhöhen würde.

Die Energie im System (die beiden Kondensatoren + Verbindungsleitung) muss allerdings konstant bleiben. Die potenzielle Energie der Ladungen sinkt beim Verteilen auf die größere Fläche. Die Ladungen werden bewegt, also beschleunigt, d.h. sie erhalten kinetische Energie. Ohne Verluste würde sich tatsächlich eine Schwingung aufbauen. (Die kinetische Energie würde sich wieder in potenzielle (elektrostatische) Energie umwandeln: Es würden sich im zugeschalteten Kondensator über das Gleichgewicht hinaus mehr Ladungen einfinden, so dass dort die Gesamtladung größer würde als dann im ersten. Dann würde sich das ganze wieder umkehren, usw.)
Der Nulldurchgang dieser Schwingung ist der Punkt der niedrigsten potenziellen Energie und diese ist durch eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Ladungen auf die verfügbare Kondensatorfläche gegeben. Bei zwei gleich großen Kondensatoren bedeutet das eine Ladungsverteilung von 50:50.
Die potenzielle Energie ist dann halb so groß wie am Anfang. Die andere Hälfte ist in kinetische Energie umgewandelt. An den Endpunkten der Schwingung ist dann jeweils die kinetische Energie Null und die potenzielle Energie maximal und gleich der Anfangsenergie.

In Wirklichkeit entstehen Verluste bei der Bewegung. Die Gesamtenergie nimmt schnell ab und dementsprechend auch die mögliche kinetische Energie, bis keine Bewegung mehr stattfindet und dann verharrt das System in der Gleichgewichtslage. (Analog zu einem Pendel, das durch Reibungsverluste zur Ruhe kommt. Der Reibungswiderstand bestimmt, wie schnell das System zur Ruhe kommt, nicht aber wo die Gleichgewichtslage(= Nulldurchgang) ist.)
Jaina12
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Anmeldungsdatum: 07.04.2019
Beiträge: 1

BeitragVerfasst am: 07 Apr 2019 - 17:40:16    Titel: new

Hallo daar. Ik ben hier om hulp te krijgen over seo, en in het bijzonder over seo optimierung. Als je ziet dat veel mensen hier wat kennis over hebben, dus als iemand me kan helpen, zal het goed voor me zijn.
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