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Kondensator & Spule
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Foren-Übersicht -> Ingenieurwissenschaften -> Kondensator & Spule
 
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pavesee
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Anmeldungsdatum: 17.07.2008
Beiträge: 7

BeitragVerfasst am: 17 Jul 2008 - 10:38:10    Titel: Kondensator & Spule

Hi zusammen,
Ich bin neu hier im Forum und hätte da gleich mal ne frage bzgl. Kondensator bzw. Spule.

1)
Also, rein rechnerisch folgt aus der komplexen Wechselstrom Rechnung, dass der Kondensator bei kleinen Frequenzen (also Kreisfrequenz=0) als Leerlauf und die Spule als Kurzschluss modelliert werden kann. Bei hohen Frequenzen gleich umgekehrt. Hier noch die Formeln.
Kapazität=1/j*omega*C
Induktivität=j*omega*L

2)
Allgemein zur Kapazität kann man doch sagen, dass sie sich beim Einschalten wie ein Kurzschluss verhält, da sie annähernd den Widerstand 0 besitzt. Beim Ausschalten, also wenn der Kondensator voll aufgeladen ist, ist sein Widerstand ins unendliche gestiegen und verhält sich somit wie ein Leerlauf.
Zur Induktivität kann man sagen, dass sie sich beim Einschalten, wie ein Leerlauf verhält, da sie sich dem einfliessenden Strom widersetzt (Lenzsche Regel) und einen unendlich Grossen Widerstand besitzt. Beim Ausschalten ist ihr Widerstand auf Null gesunken und sie verhält sich wie ein Kurzschluss.

Nun mein Frage: Was ist der Zusammenhang zwischen 1) und 2)?
Für tiefe Frequenzen (also Gleichstrom) sage ich ja in 1), dass die Kapazität als Leerlauf funktioniert. Jedoch in 2) mache ich den Unterschied zwischen Anfang des Aufladens (Kapazität=Kurzschluss) und Ende des Aufladens (Kapazität=Leerlauf). Wo ist hier mein Denkfehler?

Danke schon mal an alle die hier eine Antwort reinschreiben.
Gruss enzo
Textor
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Anmeldungsdatum: 05.11.2006
Beiträge: 45

BeitragVerfasst am: 17 Jul 2008 - 12:06:42    Titel:

1. Gleichstrom:

Kondensator: Gut, du hast einen Kondensator und legst eine Gleichspannung an. Zu Anfang fließt ein großer Strom, da die Platten geladen werden und eine Spannung Uc am Kondensator entsteht. Bei Uc=Ua fließt keine Strom mehr. Du musst bedenken, dass hier nie ein Kurzschluss vorlag!

Spule: Du legst eine Spule an die Gleichspannung. Es wird durch die plötzlich angelegte Spannung eine Spannung Ui in der Spule induziert, die ungefähr so groß ist wie die angelegte.Da sich allerdings die Spannung nicht mehr ändert, geht die induzierte Spannung zurück, so dass der Strom immer größer wird, bis nur noch der Leitungs/Windungswiderstand den Strom begrenzt.
Textor
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Anmeldungsdatum: 05.11.2006
Beiträge: 45

BeitragVerfasst am: 17 Jul 2008 - 12:11:12    Titel:

Kondensator:

http://www.elektronikinfo.de/strom/kondensatorstromkreis.htm

Spule:

http://www.elektronikinfo.de/strom/spulen.htm
sm00ther
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Anmeldungsdatum: 27.01.2008
Beiträge: 4451

BeitragVerfasst am: 17 Jul 2008 - 12:43:35    Titel:

Textor hat folgendes geschrieben:
Du musst bedenken, dass hier nie ein Kurzschluss vorlag!


Hi,
ich habe es immer so gelernt:
"Ein ungeladener Kondensator wirkt im ersten Moment wie ein Kurzschluss."

Das ist m.M.n. darauf bezogen, dass der Strom im ersten Moment halt seinen maximalen Wert erreicht hat.
Und deshalb darf man einen idealen Kondensator doch auch nie ohne Vorwiderstand an die Spannungsquelle packen, weil eben sonst ein Kurzschluss entsteht. (Siehe Simulation in PSpice).

MfG
Krombacher05
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Anmeldungsdatum: 29.10.2005
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: 17 Jul 2008 - 15:30:24    Titel:

1) Induktivität

Wirkt im Einschaltmoment wie ein offener Schalter, da die Spannung über der Spule maximal ist, aber kein Strom fliesst! Eine eingeschwungene Spule verhält sich wie ein Kurzschluss, da kein Spannungsabfall, aber max.Stromfluss!!!
Beim Ausschalten baut sich der Strom wieder exponentiell ab, während die Spule zu einer negativen Spannungsquelle mit -Umax wird!!
Außerdem gilt: Induktivität - Strom zu spät.

2) Kondensator

Wirkt im Einschaltmoment wie ein Kurzschluss, da Strom maximal und Spannung Null ist. Eine aufgeladene Kapazität verhält sich wie ein offener Schalter, da die Spannung maximal, aber der Stromfluss Null ist.
Beim Ausschalten verhält es sich andersherum, als bei der Spule, da sich die Spannung exponentielll abbaut und dabei einen negativen Strom -Imax abgibt.
Hier gilt: Kondensator - Strom eilt vor!

Schau mal hier, da kannst du sehen, wie die Reaktanzen von Induktivität und Kapazität ermittelt werden!
pavesee
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Anmeldungsdatum: 17.07.2008
Beiträge: 7

BeitragVerfasst am: 22 Jul 2008 - 07:22:48    Titel:

Danke erstmal für eure super antworten. hat mir schon weitergeholfen.

Hätte da noch was zur Spule.
Ich stell mir das so vor. Strom fängt an durch die Spule zu fliessen wodurch ein Magnetfeld entsteht und somit eine Spannung induziert wird, welche dem Strom entgegenwirkt und ihn somit bremst. Durch das bremsen nimmt die induzierte Spannung ab und somit kann mehr (jedoch langsamer als vorher, also di/dt wird immer kleiner) Strom durchfliessen (desshalb nimmt die induzierte Spannung auch weiterhin ab, u=L*di/dt)
ist das so korrekt?

Ich hab da noch Mühe mir das Aufladen und Entladen einer Spule vorzustellen.
Was wird beim Aufladen einer Spule aufgeladen? Very Happy Also was kann die Speichern und nachher wiedergeben/entladen?
Also beim Kondensator kann ich mir das gut vorstellen. Da werden ja einfach die Platten aufgeladen, um sie nachher wieder zu entladen. Very Happy Also speichert der Kondensator elektr. Energie. Den Kondensator könnte ich also aufladen, entfernen, irgendwo anschliessen und entladen. Wie muss ich mir das bei einer Spule vorstellen?
xeraniad
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Anmeldungsdatum: 29.01.2008
Beiträge: 1890
Wohnort: Atlantis

BeitragVerfasst am: 22 Jul 2008 - 10:58:11    Titel:

Zitat:
...nimmt die induzierte Spannung auch weiterhin ab...

...genau, bis das Magnetfeld aufgebaut ist. Dann kann die ideale Induktivität L verlustfrei kurzgeschlossen, abgetrennt und zusammen mit dem fliessenden Strom I wegtransportiert werden. An anderer Stelle kann der ideale Kurzschluss beispielsweise durch einen ohmschen Widerstand (oder eine leere Kapazität?) ersetzt und die im Magnetfeld gespeicherte Energie ½·L·I² genutzt werden. Alles ist dual: der "leerlaufende" Kondensator entspricht der kurzgeschlossenen Spule.
sm00ther
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Anmeldungsdatum: 27.01.2008
Beiträge: 4451

BeitragVerfasst am: 22 Jul 2008 - 11:10:19    Titel:

Hallo,
pavesee hat folgendes geschrieben:
Ich hab da noch Mühe mir das Aufladen und Entladen einer Spule vorzustellen.
Was wird beim Aufladen einer Spule aufgeladen? Very Happy Also was kann die Speichern und nachher wiedergeben/entladen?


Es ist immer Energie, von der wir sprechen. Wenn ein Kondensator aufgeladen wird, ist es die elektrische Energie, die gespeichert wird. Bei einer Spule ist es die magnetische Energie.

MfG
isi1
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Moderator


Anmeldungsdatum: 10.08.2006
Beiträge: 7394
Wohnort: München

BeitragVerfasst am: 22 Jul 2008 - 16:17:37    Titel:

pavesee hat folgendes geschrieben:
Also beim Kondensator kann ich mir das gut vorstellen. Da werden ja einfach die Platten aufgeladen, um sie nachher wieder zu entladen. Very Happy Also speichert der Kondensator elektr. Energie.
Korrekt müsste man sagen, pavesee,
dass die Energie zwischen den Platten gespeichert wird, nicht auf den Platten.
Dass das so ist, siehst Du schon daraus, dass ein von der Aufladequelle getrennter Kondensator doppelt soviel Energie enthält, wenn Du die Platten des aufgeladenen Kondensators auf die doppelte Entfernung bringst. Und die Ladung auf den Platten bleibt doch die selbe, oder?
Martin67
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Anmeldungsdatum: 16.12.2006
Beiträge: 1389

BeitragVerfasst am: 22 Jul 2008 - 19:38:36    Titel:

Ein sehr schönes Beispiel isi!
Muss ich mir merken Wink
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