Guten Abend,
ich bin in der 11. Klasse eines Gymnasiums und wir sollten in einem
Experiement den Kondensator genauer kennen lernen.
Alles klappte prima. Nun haben wir jedoch Aufgaben dazu bekommen und da
sehe ich absolut nicht durch.
Bitte helft mir.
Hier einmal die Aufgabenstellung:
In einem Experiment wird nach einer Zeit von 10 s eine Stromstärke von
0.24 mA, nach einer Zeit von 15 s eine Stromstärke von 0,16 mA gemessen.
Ermitteln Sie die Gleichung, die die Entladekurve des untersuchten
Kondensators beschreibt. Geben Sie die Stromstärke zum Zeitpunkt 0 an.
Ermitteln Sie die Ladung des Kondensators und berechnen Sie die
Kapazität des Kondensators, wenn die angelegte Ladespannung 15,0 V
betrug.
Könnt ihr mit bitte einen Tipp geben.
Mir scheint es so, als ob hier eine Integralrechnung auskommt, aber
sowas haben wir noch nicht behandelt.
Ich verstehe nicht, wie ich mit nur 2 Angaben eine Funktion heraus
zaubern soll.
Mfg ferra
So, ich habe dann mal etwas ausprobiert. Auch mit meinem Ti89.
Kam dann auf folgendes:
>>Ermitteln Sie die Gleichung, die die Entladekurve des untersuchten
Kondensators beschreibt.
Antwort:
I=0,54*0,922107^x
Beweis:
x= 10 s
I=0,24 mA
Beweis 2:
x= 15 s
I=0,16 mA
---------------------------------------
>>Geben Sie die Stromstärke zum Zeitpunkt 0 an.
I=0,54*0,922107^0
I=0,54 mA
----------------------------------------
Nun kommt das Problem:
In beinden folgenden Aufgaben wird jeweils ein Wert benötigt, denn ich
nicht habe. Kreisbeziehung? Wie soll ich das lösen, oder wie komme ich
auf einen Wert für die Kapazität bzw Ladung?
>>Ermitteln Sie die Ladung des Kondensators.
Q=C*U
----------------------------------------
>>Berechnen Sie die Kapazität den Kondensators bei einer Ladespannung von 15,0 V.
C=Q/U
Danke für eure Hilfe. :)
MfG ferra
ferra schrieb:> In beinden folgenden Aufgaben wird jeweils ein Wert benötigt, denn ich> nicht habe. Kreisbeziehung? Wie soll ich das lösen, oder wie komme ich> auf einen Wert für die Kapazität bzw Ladung?>>>>Ermitteln Sie die Ladung des Kondensators.>> Q=C*U
Du kennst den Strom als Funktion der Zeit und weißt, dass die Ladung
gleich dem Zeitintegral über den Strom ist. Außerdem ist die Spannung
zum Zeitpunkt t=0 gegeben.
Ich bin einfach zu dumm.
Elektrische Ladung:
Q= I*t
Elektrische Kapazität:
C=Q/U
C=(I*t)/U
Wenn ich aber davon ausgehe, dass ich bei Q= I*t, t=0 nehme, dann kommt
0 raus.
Aber was soll ich sonst nehmen?
C=(0,00054A * 0s) / 15,0V = 0F
Das ist doch falsch!
Martin schrieb:> Du kennst den Strom als Funktion der Zeit und weißt, dass die Ladung> gleich dem Zeitintegral über den Strom ist.
Aber Integrale hatte ferra noch nicht.
@ferra
Du kannst erst einmal C berechnen. Da du weist, dass zum Zeitpunkt t=0
der Kondensator noch nicht geladen ist, muss die Spannung von 15V
komplett über den Widerstand abfallen. Ebenfalls kennst du den Strom zum
Zeitpunkt t=0. Das ist I0. Dieser fließt durch R. Somit kannst du R
bestimmen.
Da du tau und R kennst, kannst du die Kapazität C berechnen.
> Ermitteln Sie die Ladung des Kondensators und berechnen Sie die> Kapazität des Kondensators, wenn die angelegte Ladespannung 15,0 V> betrug.
Stellt sich nur die Frage, zu welchem Zeitpunkt man die Ladung bestimmen
soll? Wahrscheinlich im komplett aufgeladenen Fall. Jetzt kannst du
deine Formel mit Q=C*U nehmen um die Ladung zu bestimmen.
LG Christian
Jaja das nicht vorhandene Verständnis der Physik.
Q sind Ladungen.
I ist eine Angabe über die Ladung pro Zeit.
t ist die betrachtete Zeit.
Wenn ich die Ladung berechnen will, benötige ich also die Zeitspanne,
wie lang eine Strom I geflossen ist. Zeitspanne t = 0 -> Ladung Q gleich
0 ist doch logisch.
Ihr sucht das Integral über i(t) von t=0 bis t=t1, Denn das ist Q. Die
betrachtete Zeitspanne delta_t = t1-0.
ferra schrieb:> Elektrische Ladung:> Q= I*t
Das gilt aber nur, wenn I konstant ist. Da sich I aber permanent ändert
musst du integrieren.
> Wenn ich aber davon ausgehe, dass ich bei Q= I*t, t=0 nehme, dann kommt> 0 raus.
Das ist auch korrekt, denn der Kondensator ist noch ungeladen. Er kann
also keine Ladung besitzen.
LG Christian
Marius Wensing schrieb:> Mit deinen zwei Messpunkten kannst du also die Entladekurve> bestimmen.
Habs probiert und konnte es auf die Art nicht lösen.
Würdest du das bitte vorrechnen?
ferra schrieb:> Hier einmal die Aufgabenstellung:
Nur am Rande:
Diese Aufgabenstellung ist nicht komplett. Wenn du nur diesen Text hast,
dann ist die Aufgabe nur mit der impliziten Annahme eines konstanten
Entladewiderstands so lösbar... :-o
Denn deine Beschreibung würde sich auch ergegeben, wenn z.B. zum
Zeitpunkt t=12s eine Konstantstromquelle von 0.24mA auf 0.16mA
umgeschaltet wird...
>Diese Aufgabenstellung ist nicht komplett. Wenn du nur diesen Text hast,>dann ist die Aufgabe nur mit der impliziten Annahme eines konstanten>Entladewiderstands so lösbar...
Da hast du recht. Aber die klassischen Schulaufgaben kennen nur diesen
Fall der Entladung. Es kommen bei Cs und Ls immer e-Funktionen raus.
(Ladung mit Konstantspannung über einem konstanten R)
Als ich mal jemandem erklärt habe, dass ein Laden mit Konstantstrom beim
C einen linearen Spannunganstieg zur FOlge hat, wollt mir das niemand
glauben.
Genauso wie aus Trafos immer Sinusförmige Grössen anliegen...
Guten Tag,
ein danke an alle die mir hier helfen wollten.
Am Ende wurde es durch integrieren gelöst.
Haben wir zwar noch nicht gehabt, aber ging trotzdem.
Danke also nochmals :)
MfG ferra
>Am Ende wurde es durch integrieren gelöst.>Haben wir zwar noch nicht gehabt, aber ging trotzdem.
Tja, da geht man doch gerne in die Schule, gell?
Wahrscheinlich ist der Lehrer selbst nicht auf die Lösung gekommen und
mußte Integrieren...
