Hallo,
ein Kondensator wird durch eine Batterie auf U geladen. Nun wird die
Batterie getrennt und wir nehmen zwei Fälle an:
FALL 1: es wird ein leerer zweite Kondensator gleicher Kapazität dem
Kondensator parallel zugeschaltet.
FALL2: es wird ein geladener zweiter kondensator gleicher Kapazität dem
kondensator parallel zugeschaltet.
Wie verändert sich die für jeden Fall einzeln
A)Spannung
B)Ladung
C)Kapazität
D)gespeicherte Energie.
Meine Vermutung
Fall 1:
U 1/2
Q bleibt
C 1/2
W1/2
Fall 2:
U bleibt
Q x2
C x2
W x2
Ist meine Vermutung korrekt und könnte mir bitte einer erklären wie das
zustande kommt.
Nur zur Info ich bin E Technik Ersti und das ist alles für mich Neuland.
Danke schonmal für die freundlichen Antworten
Lg AG
In beiden fällen wird die kapazität verdoppelt. Fall 1: ladung konstant.
Fall2: ladung doppelt im vergleich zum einen kondensator. Vorrausgesetzt
die spannung ist die gleiche.
Mit den bekannten formeln kannst jetzt die spannung und energie für
beide fälle ausrechnen.
Als Hilfe reicht dass.
Die Sache ist nicht so einfach, wie sie auf den ersten Blick erscheinen
mag.
Die Ladungserhaltung ist ein naheliegender Ansatz. Aber - gehen wirklich
keine Elektronen verloren beim Umladen?
In einer realen Schaltung ist der LeitungsWiderstand nie Null, und damit
ist der Umladevorgang schon mal verlustbehaftet.
Wieviel Verluste entstehen dabei? Soweit ich mich erinnere, geht in dem
Vorwiderstand dieselbe Leistung verloren, die anschließend im
Kondensator gespeichert ist. Wobei der Betrag des Widerstandes keine
Rolle spielt, ein beliebig kleiner Widerstand "verheizt" also ebensoviel
wie ein großer Widerstand, nur die Umladezeiten ändern sich hierbei.
Soweit die erste Möglichkeit.
Ersetzt man aber den reellen Widerstand durch eine Induktivität, so
erfolgt die Umladung im Idealfall verlustfrei - und wir sind beim
Schwingkreis gelandet.
Stefan U. schrieb:> Ich denke bei so einer Aufgabe geht es eher um ideale Systeme.
Ja für mich als Anfänger sollte ich erst die einfachen Sachen
(Grundlagen) verstehen.
voltwide schrieb:> Die Ladungserhaltung ist ein naheliegender Ansatz. Aber - gehen wirklich> keine Elektronen verloren beim Umladen?
In unserem Teil des Universums schon.
Ob es anderswo anders ist, kann ich nicht sagen.
voltwide schrieb:> Aber - gehen wirklich keine Elektronen verloren beim Umladen?> In einer realen Schaltung ist der LeitungsWiderstand nie Null, und damit> ist der Umladevorgang schon mal verlustbehaftet.
Ladungen können nicht erzeugt oder vernichtet werden. Bei zwei
Kondensatoren parallel ist die Fläche der Platten sozusagen einfach
vergrößert. Die Ladungsmenge darauf ist dieselbe.
Energie (E) kann in eine andere Energieform umgewandelt werden. In einer
realen Leitung, die einen ohmschen Widerstand besitzt, wird Arbeit (W)
verrichtet. Diese ist sehr klein. Elektrische Energie wird in
Wärmeenergie umgewandelt.
voltwide schrieb:> Wieviel Verluste entstehen dabei? Soweit ich mich erinnere, geht in dem> Vorwiderstand dieselbe Leistung verloren, die anschließend im> Kondensator gespeichert ist.
Leistung wird nicht gespeichert. Dir fehlen echt alle physikalischen
Grundlagen. Leistung ist Energie pro Zeit (P=E/t). Die Energie, die beim
Laden eines Kondensators über einen Widerstand in Reihe aufgewendet
wird, ist kleiner als die, die nachher in ihm gespeichert ist. Ein Teil
wird am Widerstand in Wärme umgewandelt.
Aber der TE hat nichts von einem Aufladeprozess gesagt. Der C ist
bereits aufgeladen (im zweiten Fall der andere auch).
voltwide schrieb:> Wobei der Betrag des Widerstandes keine Rolle spielt, ein beliebig> kleiner Widerstand "verheizt" also ebensoviel wie ein großer Widerstand,> nur die Umladezeiten ändern sich hierbei.
naja
P=E/t
dieselbe Energie, die im Kondensator gespeichert wird, bei längerer Zeit
(U=R*I, Q=I*t einsetzen -> U=R*Q/t (Q=Ladungsmenge)
1. die Ladungsmenge bleibt erhalten -> Q konstant
2. R laut "voltwide" größerer oder kleinerer (Betrag)
3. U konstant
-> nur R und t variabel
nach t umstellen und in 1. Formel einsetzen:
P=(E*R*Q)/U
Was passiert nun wenn R größer ist mit der Leistung P?
Sie wird größer.
Die Ladezeit dann auch größer.
Tau (=R*C) gibt an, wann der Kondensator bis auf 1/e (Eulersche Zahl)
der endgültigen Spannung geladen ist. wenn R doppelt so groß ist, ist
die Zeit es ebenfalls. Also Ja.
voltwide schrieb:> Ersetzt man aber den reellen
du meinst doch wohl "real" und nicht die reellen Zahlen?
Widerstand durch eine Induktivität, so
> erfolgt die Umladung im Idealfall verlustfrei
Spulen besitzen auch einen ohmschen Widerstand. IMMER. Nur die nicht
reale, ideale Spule hat keinen.
- und wir sind beim
> Schwingkreis gelandet.
1. Gehst du nun auf einmal davon aus, dass L (die Spule) parallel zum C
(Kondensator) geschaltet ist. Der Widerstand R war aber laut dir in
Reihe...
2. ich glaube nun, du meintest einen Widerstand zwischen den beiden
Kondensatoren. Das hat der TE wie gesagt aber nicht gesagt. und , bei
einem Schwingkreis wird der Kondensator ständig anders herum gepolt
wieder aufgeladen. Der C entlädt sich über L, Magnetfeld wird erzeugt,
Spule induziert in sich selbst durch abfallendes Magnetfeld und
abfallenden Strom entgegengesetzt eine Spannung, C lädt sich anders
herum auf...
Das war nie gemeint.
Und das wäre sozusagen ein Schwingkreis mit zwei CS in Reihe, wobei der
eine (nicht) vorgeladen ist.
Irrsinn!
Um nun dem TE zu helfen:
Anton Gric schrieb:> FALL 1: es wird ein leerer zweite Kondensator gleicher Kapazität dem> Kondensator parallel zugeschaltet.Anton Gric schrieb:> Wie verändert sich die für jeden Fall einzeln> A)Spannung B)Ladung C)Kapazität D)gespeicherte Energie.
A) U=Q/C -> Q/(2*C)=1/2U
B) Q=Q
C) C=C1+C2, da C1=C2 C=2*C
D)E=1/2 *C*U^2 -> E=1/2 * 2*C * ( U/2 )^2=C* (U^2)/4=1/2*
(1/2*C*U^2)=1/2*E
Anton Gric schrieb:> FALL2: es wird ein geladener zweiter kondensator gleicher Kapazität dem> kondensator parallel zugeschaltet.Anton Gric schrieb:> Wie verändert sich die für jeden Fall einzeln> A)Spannung B)Ladung C)Kapazität D)gespeicherte Energie.
Sry, aber das kommt darauf an, ob du + an - oder + an + machst.
Anton Gric schrieb:> Fall 2:> U bleibt Q x2> C x2> W x2
unter der Annahme dass + an + und - an - kommt ist alles korrekt.
versuche so rechnen zu lernen wie ich bei Fall 1 um es korrekt
physikalisch und mathematisch zu beweisen.
Leite dir aus grundlegenden Formeln wie P=E/t mit den anderen Formeln
z.B. für einen Kondensator durch einsetzen andere Formeln her. Versuche
es. Es wird dir helfen.
ach ja, bitte nimm E statt W für die Energie
W wird nur verwendet, wenn dieser "Joule-Betrag an Energie" in einen
andere Energieform umgewandelt wird.
Viele Grüße
Pascal
P.S. Wenn du noch Fragen hast, stelle sie. Ich werde sie dir korrekt
beantworten ;)
Pascal schrieb:> Leistung wird nicht gespeichert. Dir fehlen echt alle physikalischen> Grundlagen.
Hatte ich korrigiert. Wer lesen kann, ist klar im Vorteil.
Wer sich kurz fassen kann, auch
Kurz fassen, OK. Aber eine korrekte und gute Antwort zu geben bedarf
manchmal etwas Text. Ich will dem TE ja helfen und nicht einfach
Formeln/Antworten ohne Begründung hinklatschen.
voltwide schrieb:> Pascal schrieb:>> Was passiert nun wenn R größer ist mit der Leistung P?>> Sie wird größer.>> Magst Du das bitte mal begründen?
Willst du mich provozieren oder ist das ernst gemeint...
Nun ja
also
Pascal schrieb:> P=(E*R*Q)/U> Was passiert nun wenn R größer ist mit der Leistung P?> Sie wird größer.
ich würde mal sagen "Wenn der Zähler eines Bruches größer wird, wird der
gesamte Bruch größer. P ist (=) der Bruch
Pascal schrieb:
> nach t umstellen und in 1. Formel einsetzen:> P=(E*R*Q)/U> Was passiert nun wenn R größer ist mit der Leistung P?> Sie wird größer.> Die Ladezeit dann auch größer.
Leistung und Zeit wird größer?
Sollte es nicht P=(E*U)/(R*Q) sein?
Ralf schrieb:> Pascal schrieb:>>> nach t umstellen und in 1. Formel einsetzen:>> P=(E*R*Q)/U>> Was passiert nun wenn R größer ist mit der Leistung P?>> Sie wird größer.>> Die Ladezeit dann auch größer.>> Leistung und Zeit wird größer?> Sollte es nicht P=(E*U)/(R*Q) sein?
Du hast vollkommen Recht. Danke dass du den Fehler gefunden hast.
Stefan U. schrieb:> Thema verfehlt. Diskutiert das wo anders aus. Trägt doch nichts mehr zu> der Frage vom TE bei.
die Formel sollte hier korrigiert erscheinen, da sonst manche auf die
Idee kommen eine falsche zu verwenden. Es ist schon sinnvoll.
Anton Gric schrieb:> FALL 1: es wird ein leerer zweite Kondensator gleicher Kapazität dem> Kondensator parallel zugeschaltet.
Herzlichen Glückwunsch! Du hast das Kondensatorparadoxon entdeckt.
Das besagt, das in einem solchen Fall die Hälfte der gespeicherten
Energie verloren geht.
Georg M. schrieb:> voltwide schrieb:>> Die Ladungserhaltung ist ein naheliegender Ansatz. Aber - gehen wirklich>> keine Elektronen verloren beim Umladen?>> In unserem Teil des Universums schon.> Ob es anderswo anders ist, kann ich nicht sagen.
Es gibt sogar inkontinente Kondensatoren, da verordnet man denen sogar
Kuren... Gelesen im Dampfradioforum...
Ist aber keine Kassenleistung.
Das finde ich interessant:
http://www.hcrs.at/KOND.HTM
Wenn der geladene Kondensator nicht einfach eine Hälfte seiner Ladung
abgibt, sondern mit einem Wandler übers magnetische Feld den zweiten
Kondensator lädt, wird das Ergebnis anders aussehen.
Der Kondensator schrieb:> Pascal schrieb:>> Ladungen können nicht erzeugt oder vernichtet werden.>>> Viele Grüße>> Pascal>> Diese Aussage ist schon mal völlig falsch!
Nein, die Aussage, meine Aussage sei falsch, ist falsch.
Du meinst vermutlich Ladungstrennung.
Energien, Massen und Ladungen können nicht erzeugt werden.
(Masse und Energie können zwar ineinander umgewandelt werden, aber nicht
erzeugt werden.)
Ladungen sind bereits als Eigenschaft der Elementarteilchen vorhanden
(elektrische Ladungen).
Beispiele:
-Quarks
-Elektronen
Protonen sind ja aus Quarks zusammengesetzt.
Wenn Ladungen (positiv und negativ) von einander getrennt werden, wird
weder Ladung noch Energie erzeugt.
Gruß
Pascal
Pascal schrieb:> Energien, Massen und Ladungen können nicht erzeugt werden.> Gruß> Pascal
wenn Masse nicht erzeugt werden kann, wo war sie vor dem "Urknall"?
Nach der Theorie war sie zum Zeitpunkt T=0 in einem unendlich kleinen
Punkt konzentriert und es gab weder Raum noch Zeit.
Wir haben also ein Problem mit dem "unendlich kleinen Punkt" und das es
weder Raum noch Zeit gab und damit nichts auf was unsere Physik gründet.
Entweder sind wir nur SW in einer Simulation oder es wurde tatsächlich
aus dem NICHTS geschaffen wie uns Religionen lehren (wollen).
Freunde,
so paradox oder gar esoterisch, wie hier zum Teil vermutet und
dargestellt, ist die Sache doch gar nicht.
Wovon hängt denn das elektrische Feld und damit auch die elektrische
Energie eines Kondensators ab? Was passiert denn, wenn man zwei vom
Aufbau her identische Kondensatoren zusammenschließt? Ist es nicht so,
dass sich die Fläche, auf der sich die Ladung verteilt, dann auch
verdoppelt?
Und was ergibt sich für die Energie, wenn sich die Ladung auf die jetzt
doppelt so große Fläche verteilt? Voilà!
Mit besten Grüßen
Murmelchen - nicht wirklich Elektrotechniker