Hallo, ich hoffe ich bin hier im richtigen Forum. Bin absolut ratlos. Die Frage ist theoretisch. Also: An eine Spannungsquelle mit der Spannung U=1kV mit dem Widerstand R=10Mega-Ohm ist ein Kondensator mit C1=4 mikroFarad angeschlossen. Dazu in Reihe sind 2 parallel geschaltete Kondensatoren mit den Kapazitäten C2=1 mikroFarad und C3=3 mikro Farad. Frage: Nach welcher Zeit t enthält der Kondensator C2 die Ladung Q(t)=1mC ich komm echt nicht weiter und würde mich über ein paar tips bzw. die Lösung freuen.
Warum sollen wir Deine Hausaufgaben machen?
hmm... das ist im Grunde eine gute Frage. ich habe nur gesehen, dass schon anderen hier sehr gut geholfen wurde. Ich würdet auch keinesfalls meine Hausaufgaben machen, sondern mir eher beim Verstehen eines Sachverhalts weiterhelfen. Denn ich bin echt ratlos und kann mir nicht erklären, wie ich die Ladung in Abhängigkeit von der Zeit errechnen kann. ich kann daher nur auf eure gutmütigkeit hoffen und darauf, dass euch die aufgabe nicht zu viel kopfzerbrechen bereitet, um sie zu lösen, denn wenn es zu viel arbeit macht, könnte ich durchaus verstehen, wenn ihr das nicht für mich machen wollt... naja, ich hoff dann mal weiter =)
U(t) = U0*(1-exp(-t/T)) T = R * C Q = I * t Q = U * C mit den Formeln solltes du eigentlich eine Lösung finden. Gruss Helmi
Ist dir klar, wie die Schaltung aussieht? Dann weisst du die Gesamtkapazität der Kondensatoren. Das geht ohne Rechnen. Anschließend rechnest du aus, bei welcher Spannung sich 1mC Ladung in den Kondensatoren befindet. Q = U*C -> U = Q/C
also, mir ist bewusst, wie die schaltung aussieht. ich habe sie als skizze vor mir. die kapazität sollte 2 mikroFarad betragen. Wenn ich nun einsetze: U= 0.1*10^-3 / (2*10^-6)= 50V Wenn ich nun U(t)=50V setze und die Gleichung nach t löse, dann kommt ungefähr t=0.5 dabei heraus. Die angepeilte Lösung befindet sich aber ungefähr bei t=4,6s Vielleicht liege ich aber auch bei meiner Vorgehensweise komplett falsch. Mein erster Ansatz war: Q= C*U(t) das ganze nach t aufgelöst bringt aber auch nicht das richtige Ergebnis. Dazu eine grundlegende Frage: Muss ich für die Kapazität in U(t)= U0*(1-exp(-t/(R*C))) die Gesamtkapazität oder die Kapazität nur an dem Kondensator einsetzen, an dem die 0,1 mC anliegen sollten? Vielen Dank schonmal für eure Bemühungen und sorry, dass ich so schwer von Begriff zu sein scheine...
Wen die Kondensatoren alle parallel geschaltet sind must du die Gesammtkapazität einsetzen. Und wie sieht die Skizze aus ?
2 µF ist ok, aber rechne deine Spannung nochmal nach, die ist schon falsch.
Warum plötzlich 0.1 mC, vorher war es noch 1 mC?
oh, das tut mir leid... da habe ich einen fehler in der aufgabenbeschreibung gemacht. also es sind 0.1mC den rest habe ich aber jetzt doppelt und dreifach überprüft... riesiges sorry!!
Die Ladung befindet sich in der Gesamtkapazität, deshalb auch mit 2 uF weiterrechnen. Bei mir kommen 1,026s raus und mit der Schaltungssimulation auch. Also nochmal nach t auflösen: U(t)= U0*(1-exp(-t/(R*C))) Irgendwo muss es einen Fehler geben.
Das hatten wir hier auch... Ja, dann hat unser Dozent wohl einen Fehler gemacht. Gut, dann lagen wir hier gar nicht so weit daneben, wie wir zwischenzeitlich dachten. Das beruhigt mich auf jeden Fall. Vielen Dank auf jeden Fall schonmal. Wir werden hier noch ein wenig weitertüfteln. Hier nochmal die Schaltskizze, vielleicht kommt ja jemand auf den Fehler... Da is natürlich noch ein Schalter dazwischen, der bei t=0s geschlossen wird.
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Schaltskizze.jpg
(12 KB)
Deine Schaltung ist ok. Viel Spass noch!
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Die Zeit mit 1.026 Sek. stimmt. Gruss Helmi
Gast
#1075767
Q2 = C2*U2 Q2 = 0.1mC C2 = 1.0µF -> U2 = Q2/C2 = 100V Schaltung simuliert und es dauert 4,46s bis am C2 100 V anliegen. Die 4,6s sind nicht mehr weit. :)
oje... wenn ich für U(t)=100V setze und T=10*10^6 Ohm * 1*10^(-6)Farad, dann bekomm ich immernoch das gleiche Ertebnis. Welche Gleichung bzw. welche Werte müsste ich denn nehmen? Ist es überhaupt richtig, was uns der Gast hier erzählt? lg
Gast
#1076290
Es wird ja nach der Zeit gefragt bis die Ladung in C2 1mC beträgt. Die unterscheidet sich von der Zeit bis die Ladung in der Ersatzschaltung von C1-C3 1mC beträgt.
okay, jetzt hab ich auch die richtige Lösung raus, nachdem ich mir 2 tage lang nen fachbuch reingezogen hab und von euch immer mehr in die richtung der lösung geschubst wurde =) aalso... Q=C*U ==> 0,1mC / 1 mikroFarad = U = 100V 100V = 500V * (1-e^(-t / T)) ==> t=4.46s bei T=20s Am Kondensator liegen ja nur 500V an. Vielen Dank euch allen, ich glaub ich habs nun gepeilt! Also laut meinem Dozenten müsste das ja jetzt richtig sein. Oder hat der nen Fehler gemacht?
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