Ich beschäftige mich seit knapp einer Woche mit Kondensatoren. Hab ein bisschen mit ihnen herumexperimentiert und eine Schaltung Aufgebaut. In meiner Schaltung sind 2 12V Batterien in Serie geschalten und parallel zu ihnen ein Kondensator und eine LED mit einem Vorwiderstand. Der Kondensator hat 4,7mF und kann maximal mit 25V geladen werden. Der Vorwiderstand der LED ist 17kOhm. Ich weiß, dass das ein bisschen viel ist, aber ich hatte leider keinen passenderen. Die LED bekommt trotzdem ca. 1,9V. Ich habe zusätzlich noch nach den Batterien einen Schalter eingebaut. Wenn ich jetzt den Kondensator auflade und ihn und die LED danach von der Batterie über den Schalter trenne, dann leuchtet die LED noch ca. 4 bis 5 Minuten. So weit alles OK. Ich habe darüber nachgedacht mir einen Supercap zuzulegen und damit auch ein bisschen herumzuexperimentieren. Bei der Berechnung wie lange ein Lämpchen an so einem Kondensator leuchten könnte bin ich auf diese Seite gestoßen: http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/physik/online_material/e_lehre_2/efeld/energiekond.htm Ich habe natürlich gleich in die Formeln eingesetzt und mir ausgerechnet wie lange eine Standard LED mit 2V und 20mA an einem Supercap mit 10F und 2.5V leuchten würde. Ich bin auf ca. 700 Sekunden gekommen. Das Problem dabei ist nur, dass die LED mit dem jetzigen Kondensator der "nur" 4,7mF hat, ungefähr 5 Minuten lang leuchtet. Da hab ich mir gedacht, dass da irgendetwas nicht stimmen kann. Deswegen habe ich jetzt mit dem Kondensator in die Formal eingesetzt und bin auf 2,9 Sekunden gekommen, die anhand meines Experiments nicht stimmen können. Meine Frage dazu ist jetzt, habe ich etwas falsch verstanden mit den Formeln oder hat das irgendwie einen Zusammenhang damit, dass der normale Kondensator 25V hat und der Supercap nur 2,5. Oder hat das vielleicht etwas mit dem 18kOhm Vorwiderstand zu tun? Ich hoffe auf aufklärende Antworten. MfG Lancer5
Der Strom durch den Widerstand sinkt mit der Spannung, das heißt, Widerstand und LED brauchen immer weniger Leistung, je weiter der Kondensator entladen ist. Am Ende fließt fast kein Strom mehr und die LED funzelt noch lange vor sich hin.
Erstens rechnest Du einmal mit 20mA, und bei deinem Test mit 4,7mF+17k hast Du nur reichlich 1mA. Zweitens ist ein Kondensator keine Konstantspannungsquelle, die 4 Minuten lang die Spannnung und Strom hält, und dann schlagartig versiegt, sondern dessen Spannung und damit der Strom geht langsam gegen 0 (e-Kurve). Da er also immer langsamer seine Energie abgibt (die LED wird ja immer dunkler mit der Zeit), kann er die Zeit länger raussziehen, als man eigentlich aufgrund von U und I bei vollgeladenem C als Energie errechnen würde. Auserdem hat dein C eine recht hohe Überspannung gegenüber der LED, während der Supercap ja nur mit 2V daherkommt. Kannst Du also nicht direkt vergleichen.
Hätte ich es kürzer geschrieben, dann hätten sich sicher solche Leute wie du darüber beschwert, dass es nicht ausführlich genug erklärt ist. Und ich habe mir schonmal überlegt Schriftsteller zu werden, aber war doch nichts für mich. ; - )
Ok, danke für deine sinnvolle Antwort. Stimmt dann also die Berechnung mit dem Supercap, dass die LED dann ca 700sek also 11 Minuten leuchten würde?
Gast
#2624161
Fery, folgende Rechnung wäre bei deinem Experiment richtig: Energiemenge im Kondensator: 1/2 * 0,0047 F * (25V) hoch 2 = 1,46875 J Leistung LED: P = U*U/R = 25V * 25V/17k = 0,0367 W Zeitspanne: 1,46875 J/0,0367 W = 40,02 s Das es länger leuchtet bedeutet, ich habe mich verrechnet oder die Leuchtstärke ist nach längerer Zeit sehr gering geworden. Entscheidend ist der Strom über den Vorwiderstand. Bei gleicher Leuchtdauer kannst du die eine Batterie weglassen und dafür den Widerstand halbieren!
Ich bin jetzt ganz unten auf der Seite auf etwas interessantes gestoßen. Zitat: Zu Beginn der Messung lagen 2,70 V Spannung am Goldcap an. Der Kondensator war also noch gar nicht voll geladen worden. Die LED leuchtete ordentlich hell und dies nicht nur während drei Minuten (vgl. Lösung Abitur) sondern über 15 Minuten! Dabei war die Spannung am Kondensator dann nur etwa auf 2,5 V gefallen. Offenbar hat in diesen Bereichen die verwendete LED deutlich weniger als 10 mW Leistung. Wir beließen dann die LED am Goldcap um zu sehen, wann das Leuchten aufhört. Nach zwei kompletten Schulstunden (!) war immer noch ein leichtes Leuchten zu sehen und die Spannung auf etwa 2,25 V abgefallen. Wir haben das Experiment dann abgebrochen. Das dürfte meine anfängliche Frage beantworten. Es würde mich aber noch interessieren, ob man 2 Supercaps mit 2,5V einfach in Serie schalten kann und dann diese dann mit 5V aufladen kann.
Gast
#2624169
1.Wenn Du z.B. 2 Kondensatoren in Reihe schalten mußt, um die Spannungsfestigkeit zu erreichen, verkleinert sich die Kapazität schon um die Hälfte. Da wirst DU viele Goldcaps brauchen bei total voller 24V-Batterie (32V). 2.Über Deine LED fällt auch eine Spannung ab. Hast Du diese Differenz bei der Vorwiderstandsberechnung bedacht? 3.Eine 10mA-LED brennt auch noch mit weniger Strom (daher etwas länger).
Ich möchte nur mal testweise 2 goldcaps mit 2,5V an 3 AA Batterien laden. Ich möchte das ganze nicht mit 24V machen. Also meinst du wenn ich 2 goldcaps mit 10F in Serie schalte habe ich nur noch 5F?
Gast
#2624197
Fery Lancz schrieb: > Also meinst du wenn ich 2 goldcaps mit 10F in Serie schalte habe ich nur > noch 5F? Ja, natürlich. Wird übrigens auch recht anschaulich unter der von dir verlinkten Domain erklärt: http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/physik/online_material/e_lehre_2/efeld/verglkond.htm
Gast
#3150750
In Physik solltest du auf den punkt kommen
Lancer B5 schrieb: > Meine Frage dazu ist jetzt, habe ich etwas falsch verstanden mit den > Formeln oder hat das irgendwie einen Zusammenhang damit, dass der > normale Kondensator 25V hat und der Supercap nur 2,5. > Oder hat das vielleicht etwas mit dem 18kOhm Vorwiderstand zu tun? Ich hab hier auch 20 mA LEDs. Diese leuchten aber auch noch wenn grad mal 1 mA fließt. Ich denke, das ist es, was deine Formel nicht abbildet. ;)
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