Kondensator-Reihenschaltung spezial

[Michal P. (michal)]

Hallo,

mir schwebt etwas vor aber irgendwie stehe ich auf der Leitung...

Angenommen ich stelle eine Reihenschaltung mehrerer identischen 
Kondensatoren unter Gleichspannung. Natürlich verteilt sich die Spannung 
an allen gleichmäßig.

Jetzt Achtung: einen in der Mitte schließe ich kurz und entlade. Dann 
entferne ich den Kurzschluss.
Was nun? Wird sich die Spannung wieder gleichmäßig verteilen? Warum wenn 
kein Gleichstrom zu dem gerade entladenem nachließen kann?

Und wenn ich an einen in der Mitte eine floatende Quelle anschließe und 
etwas nachlade, dann entferne ich die Quelle?
Was nun? Wird sich die Spannung wieder gleichmäßig verteilen? Warum wenn 
kein Gleichstrom von dem gerade nachgeladenen wegfließen kann?

Hat jemand Vorstellung was laut Theorie erwartet ist?

Vielen Dank voraus

Michal

[MaWin (Gast)]

Michal Polanski schrieb:
> Wird sich die Spannung wieder gleichmäßig verteilen?

Nein.

> Wird sich die Spannung wieder gleichmäßig verteilen?

Nicht unbedingt gleichmässig, sondern eben auf die Spannung der Quelle.

Und mit der Zeit ändern sich die Spannungen an den Kondensatoren durch 
Leckströme sowieso.

[Michal P. (michal)]

Das heißt man sollte z.B. in Unterricht schon darauf aufmerksam machen 
dass die gleichmäßige Spannungsverteilung von Anfangsbedingungen 
abhängig ist. Das wird normalerweise nicht so klar gesagt sondern eher 
wie ein Spannungsteiler bombensicher dargestellt...

Danke für die Denkhilfe ;)

[Pink S. (pinkshell)]

Solange durch die äusseren Kondensatoren kein Strom fließt, wird sich 
deren Ladung und Spannung nicht verändern.

[Udo S. (urschmitt)]

Michal Polanski schrieb:
> Angenommen ich stelle eine Reihenschaltung mehrerer identischen
> Kondensatoren unter Gleichspannung. Natürlich verteilt sich die Spannung
> an allen gleichmäßig.

Falsch. Das funktioniert nur in der Theorie, da reale Kondensatoren nie 
exakt gleich sind. Sie unterscheiden sich u.A. in den Leckströmen und so 
wird auch die Spannungsverteilung umgekehrt proportional zu den 
Leckströmen der einzelnen Cs sein. Zumindest dann wenn man ihnen 
genügend Zeit gibt.

[Nils S. (kruemeltee)]

Zum schnellen Ausprobieren/Simulieren eignet sich z.b. ltspice sehr gut.

[Michal P. (michal)]

Leckströme und Realität sind mir klar, das war nicht die Frage, es ging 
um theoretische Grundgedanke.

Habe nämlich ein Geistesblitz dass man damit einen welteinfachsten 
Balancer bauen könnte. Wird aber doch nichts ;).

Soviel zu Geistesblitzen ;)

[Christian L. (cyan)]

Pink Shell schrieb:
> Solange durch die äusseren Kondensatoren kein Strom fließt, wird sich
> deren Ladung und Spannung nicht verändern.

Es wird aber ein Strom fließen. Wenn er die ungeladenen Kondensatoren an 
die Spannungsquelle anschließt, entsteht ein Sprung der Spannung, was 
nach:

$$i_c(t)=C\frac{du_c(t)}{dt}$$

zu einem Stromfluss führt. Logisch, denn es findet ja eine 
Ladungsverschiebung statt.

[Udo S. (urschmitt)]

Michal Polanski schrieb:
> Leckströme und Realität sind mir klar, das war nicht die Frage, es ging
> um theoretische Grundgedanke.
>
> Habe nämlich ein Geistesblitz dass man damit einen welteinfachsten
> Balancer bauen könnte.

Das passt jetzt aber nicht: Es geht dir nicht um das reale Verhalten 
aber du woltest damit einen realen Balancer bauen?

[Michal P. (michal)]

Ja, Leckströme von Nicht-Elektrolyt-Kondensatoren sind vernachlässigbar 
und man könnte sie mit ein Paar pF-Teilen auch exakt zusammentrimmen, 
das wäre nicht das Problem.

Die falsche "Idee" war dass so ein paralleler Strang auch die 
Batteriezellen balanciert gehalten hätte.

Wie schon aber festgestellt, war es nur ein Kurzschluss im Kopf ;).
Nach Ent-/Nachladen von einzelner Kondensatoren kann sich so ein Strang 
nicht wieder "Ausgleichen".

Und wenn man ihn extern ausgleicht kommt man auf gleich komplexe 
Schaltung wie die gängige Balancer-Topologien.