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Kondensatorschaltung
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predator1111
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Anmeldungsdatum: 08.01.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: 08 Jan 2009 - 19:20:46    Titel: Kondensatorschaltung

Hallo Zusammen, ich bräuchte Hilfe bei folgender Schaltung:


Die Kondensatoren werden vorher alle mit der gleichen Spannung auf 1000V aufgeladen. C1=C2=10µF, C3=20µF.
Anschließend werden die aufgeladenen Kondensatoren wie im Schaltbild zu sehen, zusammengeschalten und der Schalter geschlossen.
Ich soll nun berechnen, wie sich die Ladungen verteilen und welche Spannungen sich an den einzelnen Kondensatoren einstellen.
Ich hab schon ewig rumprobiert, bin aber auf keinen grünen Zweig gekommen! Confused
Danke für Hilfe.
Gruß
Stefan


Zuletzt bearbeitet von predator1111 am 08 Jan 2009 - 19:55:11, insgesamt 2-mal bearbeitet
mgor
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Anmeldungsdatum: 05.08.2008
Beiträge: 371

BeitragVerfasst am: 08 Jan 2009 - 19:36:39    Titel: Re: Kondensatorschaltung

predator1111 hat folgendes geschrieben:
[...]wie im Schaltbild zu sehen, zusammengeschalten


in welchem Schaltbild?
predator1111
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Anmeldungsdatum: 08.01.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: 08 Jan 2009 - 20:18:03    Titel:

habe das Schaltbild jetzt eingefügt, hatte vorhin anscheinend nicht funktioniert!
predator1111
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Anmeldungsdatum: 08.01.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: 10 Jan 2009 - 17:36:19    Titel:

Hallo,
hat keiner eine Lösung für das Problem?
Ich weiss insbesondere nicht, wie ich mit dem einzelnen, parallel geschalteten Kondensator umgehen soll. Dieser verhindert anscheinend ja den Ladungsausgleich zwischen den beiden in Reihe geschalteten Kondensatoren, wenn ich das richtig sehe?
sensei luke
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Anmeldungsdatum: 10.01.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: 10 Jan 2009 - 19:10:38    Titel:

Handelt es sich hier um Wechselstrom oder Gleichstrom?
predator1111
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Anmeldungsdatum: 08.01.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: 11 Jan 2009 - 11:07:04    Titel:

Hallo,
die Kondensatoren werden vor dem Verbinden mit Gleichspannung auf oben stehende Werte aufgeladen und anschließend nach Zeichnung verbunden. Durch das Umlegen des Schalters tritt anscheinend eine Ladungsumverteilung auf und ich bräuchte die sich nachher einstellenden Ladungen und Spannungen der einzelnen Kondensatoren.
Die ursprüngliche Ladung lässt sich ja einfach über die Formel: Q=C*U bestimmen, wobei U=1000V, C1=C2=10µF und C3=20µF ist!
Wenn ich einfach nur die beiden in Reihe geschalteten "kurzschließen" würde, könnte ich das Problem berechnen, allerdings sind die nicht direkt sondern über den Kondensator C3 miteinander verbunden!
ultrix
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Anmeldungsdatum: 21.12.2008
Beiträge: 323
Wohnort: Heidelberg

BeitragVerfasst am: 12 Jan 2009 - 09:15:21    Titel:

Also, wenn ich mich nicht verrechnet habe, komme ich auf Ladungen von 0.01 bzw. 0.02 C, bevor die Kondensatoren verbunden werden.

Gemäß der Maschenregel muss gelten:
U1 + U2 - U3 = 0

Weiterhin gilt, weilfür die Kondensatoren 1 und 3, dass deren Gesamtladung konstant ist, also Q1 + Q3 = konst = Q13, weil ja höchstens von der positiven Platte von Kondensator3 Ladung zu der positiven von Kondensator1 fließen kann, also keine Ladungserzeugung- oder Vernichtung stattfinden kann. Die negativen Platten verhalten sich hierbei wie gehabt symmetrisch dazu (Schwachstelle der Argumentation!, aber wenn wir unsere Kondesatorformeln benutzen wollen, müssen wir davon ausgehen, dass dem so ist, dass also die Platten immer den gleichen Ladungsbetrag tragen). Das gleiche gilt auch für C2 und C3.

Also bisher:

U1 + U2 = U3
Q1 + Q3 = Q13 = 0.03 C = Q23 = Q2 + Q3

Die erste Gleichung umformen:
(Q1 + Q2)/C1 = Q3/C3
Mit C3 = 2 *C1 multiplizieren:
2*Q1 + 2*Q2 = Q3
2*(0.03 C - Q3) + 2* Q2 = Q3
0.06 C - 2* Q3 + 2 * Q2 = Q3
0.06 C + 2 * Q2 = 3* Q3
0.06 C + 2* (0.03C - Q3) = 3* Q3
0.06C + 0.06C - 2* Q3 = 3* Q3
0.12C = 5* Q3
Q3 = 0.024 C => Q1=Q2 = 0.006 C

Probe mit mit den Spannungen:
U1= U2 = Q2/C2 = 600 V
U3 = Q3/ C3 = 1200 V

U1 + U2 = U3
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