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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hochpassfilter/Differenzierer


Autor: Pat Rik (patrik)
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Hallo Leute,
ich versuche seit einiger Zeit die Arbeitsweise eines Kondensators zu 
verstehen, es klappt aber irgendwie nicht so ganz. Ich verstehe(oder 
glaube zu verstehen) wie ein RC-Glied funktioniert. Ich verstehe aber 
nicht wie ein CR-Glied oder Hochpassfilter funtkioniert. Hier ein Bild: 
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...
Was mich interessiert ist das Bild 1.1. und die Ausgangsspannung. 
Genauer gesagt, warum bei steigender bzw. fallender Flanke der 
Eingangsspannung am Ausgang die Spannunsspitzen entstehen.
Ich fange am Anfang an. Die Eingangsspannung liegt bei 0V, die 
Ausgangsspannung auch bei 0V und der Kondensator ist entladen. Nun 
steigt plötzlich die Eingangsspannung auf Up. Was passiert jetzt genau? 
In der Beschreibung steht 'Weil zu Beginn die Spannung über C noch 0 V 
berägt, liegt über R die volle Impulsspannung Up'. Ich verstehe, dass 
über C 0V liegen weil der Kondensator entladen ist, aber warum liegt 
über R die volle Spannung Up? Woher kommt die Spannung am Ausgang? Es 
würde für mich bedeuten, dass für kürzen Augenblick der Kondensator den 
Strom leitet und so wie er sich lädt leitet er den Strom immer weniger. 
Ich dachte mir aber immer, dass der Kondensator die Ladung aufnimmt, 
nicht aber 'weiterleitet'. Bin verwirrt, es wäre nett wenn mir das 
jemand erklären könnte.

Danke
Patrik

Autor: Experte (Gast)
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> Es würde für mich bedeuten, dass für kürzen Augenblick der
> Kondensator den Strom leitet und so wie er sich lädt leitet
> er den Strom immer weniger.

Exakt! Genau so ist es.


> Ich dachte mir aber immer, dass der Kondensator die Ladung
> aufnimmt, nicht aber 'weiterleitet'.

Naja, er hat ja zwei Anschlüsse. Es heisst ja auch Strom_kreis_.

Wie bei einer Batterie: Aus dem einem Anschluss kommen die Ladungsträger 
raus, fließen durch eine Schaltung, und gehen zum anderem Anschluss 
wieder in die Batterie.

Genau so ist es beim Kondensator. Auf der einen Seite gehen die 
Ladungsträger rein, auf der anderen raus.

Da eber zwischen den beiden elektrischen Anschlüssen des Kondensators 
keine Verbindung besteht, sammeln sich die Ladungsträger auf der einen 
Platte des Kondensators, dort herscht dann Gedränge, und von der anderen 
Platte des Kondensators hauen andere Ladungsträger ab, dort herscht dann 
gähnenden Leere.

Autor: der mechatroniker (Gast)
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> Ich dachte mir aber immer, dass der Kondensator die Ladung aufnimmt,
> nicht aber 'weiterleitet'. Bin verwirrt, es wäre nett wenn mir das
> jemand erklären könnte.

Die eine Kondensatorplatte lädt sich positiv, indem Elektronen 
rausfließen in die Leitung. die andere lädt sich negativ. Die Summe der 
Ladung im Kondensator bleibt annähernd null, der Strom an den beiden 
Anschlüssen ist zu jedem Zeitpunkt gleich. Während des Lade- oder 
Entladevorgangs fließt also Strom "durch den Kondensator durch".

Ungefähr verstanden?

Autor: Experte (Gast)
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Stell Dir das ungefähr wie folgt vor:

Ein Haus hat zwei Zimmer. Die beiden Zimmer sind mit einer Gummiwand 
miteinander verbunden. Aber jedes Zimmer hat eine Tür nach draussen. Du 
kannst nicht in das Haus rein gucken, sondern siehst nur die beiden 
Türen.

In jedem Zimmer stehen 100 Menschen drin, die alle exakt gleich 
aussehen.

Wenn Du nun eine Tür auf machst, dort einen zusätzlichen Menschen 
reinpresst, wird der Druck in der einen Hälfte größer. Darum drückt es 
die Gummiwand etwas mehr zum anderem Zimmer. Darum geht dort nun dir Tür 
nach draussen auf, und ein Mensch kommt raus.

Jetzt sind in einem Zimmer 101 Menschen, im anderem 99. Und Insgesammt 
sind im Haus 200 Menschen.

Du kannst das Haus "aufladen" in dem Du in die eine Seite des Zimmers 
100 Menschen dazu presst, und aus dem anderem Zimmer 100 Menschen 
rauskommen. So sind dann in einem Zimmer 200 Menschen und im anderem 0 
Menschen.


Verstanden?

Autor: Pat Rik (patrik)
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Danke für die Antworten!
ich denke, jetzt verstehe ich es ein bisschen besser. Ich wusste nicht, 
dass auf der anderen Seite die Ladungsträger 'abhauen'. Ich dachte, die 
Spannungsquelle sorgt dafür, dass sich die eine Platte positiv lädt, 
indem die Elektronen in die Spannungsquelle rausfliessen und dort 
verbleiben. Ich muss mich wohl die Spannungsquelle als Pumpe vorstellen 
und nicht als ein 'Druckbehälter'. Meine Elektronik-Grundlagen sind 
nicht besonders gut :(

Autor: Experte (Gast)
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> Ich muss mich wohl die Spannungsquelle als Pumpe vorstellen

Genau.


> und nicht als ein 'Druckbehälter'.

Ein Druckbehälter hat ja nur einen Anschluss. Da kommt nur etwas raus.

Du kannst Dir eine Spannungsquelle aber als Kombination aus 
Druckbehälter und Vakuum-Gefäß vorstellen. Auf der einen Seite kommt was 
raus, auf der anderen geht was rein. Und wenn Vakuum und Druck 
ausgeglichen ist, ist die Batterie leer.


> Meine Elektronik-Grundlagen sind nicht besonders gut

Das wird schon. Du bist auf dem besten Wege. Einfach viel darüber 
nachdenken, dann fügen sich die vielen offenen Enden zu einem großen 
Ganzen zusammen.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

man kann sich viele Betrachtungsweisen schaffen.

Grundlage ist un bleibt ein Stromkreis mit seinen Bedingungen.
Damit ein Strom fließen kann muß es eine Potenzialdifferenz (Spannung) 
und einen geschlossenen Stromkreis geben.
Die Spannungsquelle liefert die Spannung, in Reihe liegen Kondensator 
und Widerstand an dieser.
Der Kondensator ist entladen, seine Spannung ist also 0.
Es fließt ein Strom, der durch Spannungsquelle und Widerstand bestimmt 
wird.
Dieser Strom lädt den Kondensator auf (Ladestrom).
Durch das Aufladenentsteht am Kondensator eine Potenzialdifferenz 
(Spannung).
+ am Pluspol der Spannungsquelle, - am Minuspol.
Die momentane Spannung des Kondensators ist also mit + an + zur 
Spannungsquelle in Reihe geschaltet. Damit wird die verbleibende 
Spannung am Widerstand kleiner und auch der fließende Strom.
Ende ist, wenn der Kondensator komplett auf die Spannung der 
Spannungsquelle geladen ist. Dann ist die verbleibende 
Spannungsdifferenz am Widerstand 0 und damit auch der Strom.

Gruß aus Berlin
Michael

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