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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wieviel Strom zieht eine Kondensator ladung berechnung


Autor: Marco M. (marco1987)
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Ich hoffe ich bin hier im richtigen Forum


also ich möchte gerne ausrechnen, wieviel Strom eine Kondensatorladung 
verbraucht.

was ich weiss

widerstand 22 Ohm, spannung 450 V, kapazität 2mF anfangsstrom 20 A und 
voll ist der Kondensator noch 220ms. Kann mir jmd helfen beim berechnen?

Danke

Autor: mandrake (Gast)
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Hallo Marco!

Hast du dir mal die Formeln für den Kondensator angesehen?
Zum Beispiel die hier:
Bedeutet: Kapazität ist Ladung pro Spannung.

Jetzt kann man ausrechnen wieviel Ladung bei deiner Spannung in den 
Kondensator fließen.

Zum Strom kommst du über die Formel:

Bei Konstantstrom bräuchtest du also nur 4,1A für 220ms.

Aber du meinst bestimmt nicht den Strom. Denn der wird nicht verbraucht.
Vielleicht meinst du die benötigte Energie die gespeichert wird. 
(Energie wird auch NIE verbraucht sondern nur in eine andere Form 
umgewandelt.)

Die benötigte Energie in Ws oder Joule bekommst du über die Formel:


Gruß

Mandrake

Autor: yalu (Gast)
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Bei Ladung mit konstanter Spannung beträgt die Spannung hinter dem
Widerstand

Damit liegen nach 220ms 447V an. Voll (450V) wird der Kondensator nie.
Der Strom in Abhängigkeit von der Zeit errechnet sich folgendermaßen:

Die Ladung und die Energie kannst du nach den von mandrake geposteten
Formeln berechnen. Steht aber alles in einschlägigen Lehrbüchern.

Autor: Marco M. (marco1987)
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Danke für die Hinweise, leider kann ich sie nicht richtig lesen, könnt 
ihr die Formeln lesen?

Autor: Düsentrieb (Gast)
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ja

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Marco Müeller wrote:
> Danke für die Hinweise, leider kann ich sie nicht richtig lesen, könnt
> ihr die Formeln lesen?
Wenn Du Probleme mit den Formeln hast, dann versuche es mit einem 
anderen Browser. Ich vermute mal, Du verwendest IE. Wenn Du nix anderes 
hast, dann Rechtsklick auf die Formel und Grafik speichern und in einem 
herkömmlichen Grafikprogramm ansehen.

Autor: Marco M. (marco1987)
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OK danke bin auf Arbeit da haben wir nur IE

Autor: Marco M. (marco1987)
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> Aber du meinst bestimmt nicht den Strom. Denn der wird nicht verbraucht.
> Vielleicht meinst du die benötigte Energie die gespeichert wird.
> (Energie wird auch NIE verbraucht sondern nur in eine andere Form
> umgewandelt.)
>

Was ich meine, ich möchte wissen, wie oft ich den Kondensator aus einer 
Batterie 5,5 Ah laden kann bis sie leer ist.

Autor: Düsentrieb (Gast)
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>Was ich meine
dann frags halt gleich so...erspart rumraten

welche spg hat der akku?

Autor: Marco M. (marco1987)
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spg? was ist das?

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Marco Müeller wrote:
> spg? was ist das?
Spannung...

Autor: Marco M. (marco1987)
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der akku hat eine spanung von 450 V
5,5 Ah

Autor: GTI Türke (Gast)
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Is aber voll konkrete Akku

Autor: Marco M. (marco1987)
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Ja ich weiss, mehr kannst du dazu nicht sagen?

Autor: Detlef _a (detlef_a)
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20 TausendMal:

eine Kondensatorfüllung: 2.2mF*450V=0.99As
Batteriefüllung: 5.5*3600As.
Der Quotient lautet 20000.

Viel Spaß noch.

Cheers
Detlef

Ähm, vatipp hatte ich mich.

Autor: Marco M. (marco1987)
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Vielen Dank!!!!

Autor: ... (Gast)
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>eine Kondensatorfüllung: 2.2mF*450V=0.99As
>Batteriefüllung: 5.5*3600As.
>Der Quotient lautet 20000.

Den Widerstand ignorieren wir einfach mal tztztz

Autor: Düsentrieb (Gast)
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äää, über die energie etwas anders:
2,2mf soll das mikro oder milli sein?
so sinds 2200 uf, bei 450v --> 222 Ws
der akku hat 5,5Ah, 450v --> 8,9 MWs
-> 40000 x laden
je nachdem, wie geladen wird, zb 20% verlust beim laden
-> ca. 30000 ladungen

Autor: Detlef _a (detlef_a)
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>>>äää, über die energie etwas anders:
ja klar, weil die GesamtENERGIE der Batterie ja nicht häppchenweiswe in 
den C geht sondern teilweise im  R verheizt wird.

Sehr wohl bleibt die LADUNG (As) erhalten, also mit der rechnen.

>>Den Widerstand ignorieren wir einfach mal tztztz

genau, da tun wir.

Cheers
Delef

Autor: Düsentrieb (Gast)
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da wirds interessant:
lassen wir die lade-verluste mal beiseite:
meine rechnung (C hat 220 J, batterie hat 8,9 MJ) sollte schon stimmen,
die rechnung der As wohl auch...
ergibt aber verschiedene ergebnisse
was stimmt jetzt real?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Es wird genauso viel Energie im Ladewiderstand verheizt wie im 
Kondensator gespeichert wird.

Die Spannung am Ladewiderstand verlaeuft nach folgender Funktion:

UR(t) = U0 * exp(-t/R*C)

Fuer die Leistung kann man schreiben UR(t)^2 / R

Integrieren ueber die Zeit ergibt:


W = 1/2 * U0^2  C  (1-exp(-2*t/R*C)

nach unendlicher langer Zeit t

W = 1/2 * U0^2 * C

Also genauso viel wie im Kondensator gespeichert ist.

U0 = 450V
C = 2200uF


          5.5  3600  U0         5.5 * 3600
Zyklen =  -----------------    =  ------------  = 20000
          2*(1/2 * U0^2 * C)      450 * 2200uF


Gruss Helmi

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Nur zur Info:

Wenn ein Kondesator mit einem Vorwiderstand und Konstanter Spannung 
geladen wird, "passt" in den Kondensator (wie oben schon festegestellt) 
eine Energiemenge von
     1
W = ---  C  U²
     2

DIESELBE ENERGIE WIRD BEIM LADEN IM VORWIDERSTAND VERBRATEN !!!

Autor: Peter (Gast)
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> Wenn ein Kondesator mit einem Vorwiderstand und Konstanter Spannung
> geladen wird, "passt" in den Kondensator (wie oben schon festegestellt)
> eine Energiemenge von
     1
> W = ---  C  U²
     2

> DIESELBE ENERGIE WIRD BEIM LADEN IM VORWIDERSTAND VERBRATEN !!!

Sicher, was ist wenn der Vorwiderstand 0 Ohm ist? - sollte rechnerich 
doch auch stimmen oder nicht?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Dann geht der Ladestrom auch gegen unendlich.
Aber in Wirklichkeit sind ueberall ohmische Widerstaende vorhanden.

Gruss Helmi

Autor: Düsentrieb (Gast)
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jupp, korrekt.
was aber, wenn wir zb mit nem schaltregler laden?
bei zb 80% wirkungsgrad des reglers...

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>was aber, wenn wir zb mit nem schaltregler laden?
bei zb 80% wirkungsgrad des reglers...

Dann ist das was anderes.
An sowas bin ich auch gerade dran:

Beitrag "Suche Bauteilempfehlung Schaltnetzteil"

Autor: Peter (Gast)
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> Dann geht der Ladestrom auch gegen unendlich.
> Aber in Wirklichkeit sind ueberall ohmische Widerstaende vorhanden.
Das ist schon klar und wenn es keine ohmische Widerstaende gibt dann 
geht die gesamte ladung in den Kondensator - also kein Verlust.

Ich denke mal das man die Verluste über R nicht gleich der ladung im C 
sind, das wird nicht linear sein.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ich denke mal das man die Verluste über R nicht gleich der ladung im C
>sind, das wird nicht linear sein.

Ist es aber, schließlich muss die Ladung ja durch den R durch, um zum C 
zu gelangen!
Helmut hat es mathematisch bewiesen...

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Helmut hat es richtig hergeleitet --> vollkommen korrekt.

Hierbei ist es unerheblich auf welche Art und Weise der Kondensator 
geladen wird. Wenn ich ein Schaltnetzteil mit 80% Wirkungsgrad 
anschließe wird die Leistung eben woanders verbraten ;). Verbraten wird 
sie so oder so.

Wirkungsgrad heißt ja nur wieviel der Energie die in ein Netzteil 
reingeht hinten auch wieder rauskommt ;) Und das was hinten rauskommt 
wird dann zu gleichen Teilen in elektrische Feldenergie und Wärmeenergie 
umgewandelt.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Und das was hinten rauskommt
>wird dann zu gleichen Teilen in elektrische Feldenergie und Wärmeenergie
>umgewandelt.

Hm..

Naja, wenn ich ein KonstantSTROMnetzteil habe, und dort einen 
Kondensator anschließe, und den lade, Dann steigt die Spannung linear 
an.
Die (vom Netzteil abgegebene) Leistung ebenso. Die integriert  findet 
sich dann im Kondensator. Dort gibt es das Problem des 
Vorwiderstandes/Wärmeenrwicklung nicht..

Den Wirkungsgrad des Netzteil mal ausser auch gelassen..

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Naja die Wärmeentwicklung wird dann eben ins Netzteil verschoben --> Am 
Prinzip ändert sich dabei aber nicht wirklich was.

Eine Stromquelle, welche ich mit einem Widerstand belaste ist auch 
nichts anderes als eine Spannungsquelle mit Innenwiderstand. Irgendwo 
fließt der Strom schließlich durch. Und da wo er durchfließt fällt eine 
Spannung ab (Real sind Widerstände gegeben) und wird entsprechend in 
Wärmeleistung umgesetzt.

Oder sehe ich da nun etwas falsch so spät und halb vorm Schlafen gehn? 
;))

Grüße
jonny

Autor: Martin (Gast)
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Im Schaltnetzteil wird der Kondensator über einen Spule mit 
Konstantstrom geladen, die Ohmschen Verluste fallen da ganz gering aus. 
Daher kommt der hohe Wirkungsgrad.

Autor: Alex X. (dread)
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Peter wrote:
>> Wenn ein Kondesator mit einem Vorwiderstand und Konstanter Spannung
>> geladen wird, "passt" in den Kondensator (wie oben schon festegestellt)
>> eine Energiemenge von
>      1
>> W = ---  C  U²
>      2
>
>> DIESELBE ENERGIE WIRD BEIM LADEN IM VORWIDERSTAND VERBRATEN !!!
>
> Sicher, was ist wenn der Vorwiderstand 0 Ohm ist? - sollte rechnerich
> doch auch stimmen oder nicht?

Bei angenommenen R=0 (und L=0) würde rein rechnerisch auch hier die 
selbe Energie, die im Kondensator steckt, verloren gehen. Sie wird aber 
nicht in Wärme umgewandelt, sondern als elektromagnetische Welle 
abgestrahlt.

Autor: Armin D. (waybeach95)
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Guten Morgen,

1. Lehrjahr E.technik :

Tau(in sek.)= R x C

Die Ladungskurve folgt der sog. e-Funktion.
Bei allen Kondensatoren.
Hab's damals mal im Labor in der Berufsschule messtechnisch ermittelt 
und dann auf Millimeterpapier aufgezeichnet.
Kann man schön zu jedem Zeitpunkt den Strom ablesen.

Das was H.Lenzen und mandrake geschrieben haben stimmt sowas von genau, 
genauer geht's nicht.
Alle anderen Bemerkungen, wie "was aber wenn ...... 0 Ohm ist, oder 
ähnliches " gehen nicht auf die 1.Frage von Marco M. ein, der eine 
einfache Frage gestellt hat.
Die Daten hat er eigentlich uns allen geliefert.
Er hätte es auch selbst, ich hätte es gemacht, sich grafisch auf dem PC 
darstellen lassen können.

Bis dann.
Ciao

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