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Aufgabe mit Plattenkondensator
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Nokie
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Anmeldungsdatum: 21.10.2009
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: 21 Okt 2009 - 15:17:47    Titel: Aufgabe mit Plattenkondensator

Hi, ich bin gerade beim lernen fürs Abitur alte Phy Kursarbeiten am durchrechnen und bei einer Aufgabe komme ich nicht weiter, es würde mich sehr freuen, wenn ihr mir helfen könntet.

[Aufgabe]:
Es stellt sich die Frage, ob man mit einem geladenem Kondensator als Energiequelle ein Radio betreiben kann. Angenommen, ein Radio müsste mit 6V betrieben werden und hätte eine mittlere Leistungsaufnahme von 1 Watt = 1J/s. Welche Kapazität müsste ein Kondensator haben, um dieses Radio eine Minute zu betreiben? Welchen Problem ergibt sich während des Betriebes?

Ich hatte mir gedacht, da das Radio 60s läuft brauche ich eine Energie von 60J. Mit E=U/d komme ich auf ein d von 0,1m, allerdings fehlt mir immernoch A für die Kapazitätsformel vom Plattenkondensator. Und Wenn ich mit C=Q/U und Q=I*s rechne weiß ich I nicht :>

greetings Nokie


Zuletzt bearbeitet von Nokie am 21 Okt 2009 - 16:03:22, insgesamt einmal bearbeitet
Gruwe
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Anmeldungsdatum: 24.03.2004
Beiträge: 5286
Wohnort: Saarbrücken

BeitragVerfasst am: 21 Okt 2009 - 15:50:19    Titel:

A und d sind doch schnurzpiepegal Wink

Interessant ist die Kapazität! Und da gibt es unendlich verschiedene Variationen der Kondensatorgeometrie, mit denen man auf eine beliebige Kapazität kommen kann!

Interessant ist hier doch erstmal, bis zu welcher Spannung das Radio überhaupt noch läuft!
Geht es z.B. direkt aus, wenn man eine Spannung von 5V unterschreitet oder wird hier angenommen, dass es so lange läuft, bis die Spannung ~0V wird?

Erstmal das klären, dann kann man weiter darüber nachdenken Wink
Nokie
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Anmeldungsdatum: 21.10.2009
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: 21 Okt 2009 - 16:07:44    Titel:

Ich dachte mir, es läuft so lange, bis es auf die Spannung bei Null Volt ist.
Es würde mich sehr freuen, wenn du mir einen Weg aus den unendlich verschiedenen Variationen der Kondensatorgeometrie nennen könntest, mit dem ich auf C mit dem gegebenem komme.
Gruwe
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Anmeldungsdatum: 24.03.2004
Beiträge: 5286
Wohnort: Saarbrücken

BeitragVerfasst am: 21 Okt 2009 - 16:18:37    Titel:

Ok, angenommen es läuft bis auf 0V ist:

Es gibt eine Formel für die Entladung eines Kondensators, der sich über einen Widerstand entlädt:

u(t) = Uo * e^(-t/RC)

Wie du an dieser Formel erkennen kannst, wird die Spannung am Kondensator nie 0V sein wenn er mal aufgeladen war, da die e-Funktion nicht 0 werden kann. Du darfst aber annehmen, dass der Kondensator nach 5Tau (Tau ist die Zeitkonstante: Tau = R*C) entladen ist.
Uo ist die Spannung bei t = 0s.

Du musst dir jetzt überlegen, wie groß die Zeitkonstante also sein muss.
Wenn du den Wert für Tau kennst (sollte nicht allzu schwer sein), kannst du über Tau = R*C dein C ausrechnen.

Du musst allerdings vorher noch den Widerstand des Radios berechnen. Tipp: Dazu brauchst du lediglich die Leistung (hast du ja mit deinem 1W) und die Spannung!

Probiers mal!
Nokie
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Anmeldungsdatum: 21.10.2009
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: 21 Okt 2009 - 16:46:02    Titel:

mit P = U*I und R= U/I komm ich auf 36 Ω
bei wiki steht, der Wert für 5Tau beim Entladen ist ca 0,674

muss ich jetzt einfach T = R*C nach C = T/R auflösen, weil dann komm ich auf 0,018722222C. Höhrt sich n bessl wenig an.
Gruwe
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Anmeldungsdatum: 24.03.2004
Beiträge: 5286
Wohnort: Saarbrücken

BeitragVerfasst am: 21 Okt 2009 - 16:58:24    Titel:

Wie der Wert für 5Tau beim Entladen ist 0,674?


Also mal anders:
Du weißt, nach 5Tau kannst du den Kondensator als entladet betrachten!
Wann willst du den Kondensator entladet haben? Nach 60 Sekunden, oder nicht?

So, also: 5*Tau = 60s => Tau = 12s

So, Rest darfst du weiter machen!
Nokie
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Anmeldungsdatum: 21.10.2009
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: 21 Okt 2009 - 17:27:43    Titel:

Hatte des mit der Zeitkonstante einfach falsch verstanden denk ich

http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitkonstante
beim Laden beim Entladen
1 · τ ≈ 63,2 % 1 · τ ≈ 36,8 %
2 · τ ≈ 86,5 % 2 · τ ≈ 13,5 %
3 · τ ≈ 95,0 % 3 · τ ≈ 4,98 %
4 · τ ≈ 98,2 % 4 · τ ≈ 1,83 %
5 · τ ≈ 99,3 % 5 · τ ≈ 0,674 %

danke dir für deine geduldige Hilfe :>
Gruwe
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Anmeldungsdatum: 24.03.2004
Beiträge: 5286
Wohnort: Saarbrücken

BeitragVerfasst am: 21 Okt 2009 - 17:36:37    Titel:

Ja und was hast du nu als Ergebnis raus?
Nokie
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Anmeldungsdatum: 21.10.2009
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: 21 Okt 2009 - 18:41:23    Titel:

Tau = R*C -> C = Tau/R Tau=12s R=36ohm -> C=1/3
sm00ther
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Anmeldungsdatum: 27.01.2008
Beiträge: 4451

BeitragVerfasst am: 21 Okt 2009 - 18:44:20    Titel:

Äpfel?
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