Jungs, ich brauch da mal eure Hilfe... - Ich kann mir da einfach keinen
Reim drauf machen....
Wieso reduziert sich die Kapazität in Reihe geschalteter Kondensatoren
auf die Summe der Kehrwerte während sie bei Reihenschaltung von
Batteriezellen gleich bleibt?? Was ist da der Unterschied?
Wenn ich zwei identische Kondensatoren, die mit gleicher Spannung
geladen sind in Reihe schalte, dann muss diese Ladung ja erhalten
bleiben - schon allein wg. des Energieerhaltungssatzes...
Und macht es einen Unterschied ob ich sie in Reihe oder parallel
auflade?
Eigentlich müsste ich doch über eine parallele Aufladung wieder jeweils
die gleiche ursprüngliche Kapazität haben oder nicht? Die müsste dann
doch auch bei einer anschließenden Reihenschaltung erhalten bleiben...
noob schrieb:> Wenn ich zwei identische Kondensatoren, die mit gleicher Spannung> geladen sind in Reihe schalte, dann muss diese Ladung ja erhalten> bleiben - schon allein wg. des Energieerhaltungssatzes...
macht sie doch auch.
Noch was zum Grübeln:
Denk mal über die Formel zur Energie im Kondensator nach.
E = 1/2 CU²
Wenn die Kapazität gleich bleiben würde, dann hättest du bei parallelem
Aufladen und in Reihe entladen ein super Perpetuum Mobile.
Dein Denkfehler ist
> Das widerspricht widerum der> Kehrwertformel...
sich aber jeder Kondensator nur auf die halbe, von außen angelegte
Spannung, auflädt, folglich muss du, um auf die selbe Gesamtkapazität
bei einer Reihenschaltung zu kommen die doppelte Spannung anlegen.
Peter II schrieb:>> Wenn ich zwei identische Kondensatoren, die mit gleicher Spannung>> geladen sind in Reihe schalte
Somit hast du auch die doppelte Spannung
Eine Batterie lässt sich ja nicht auf beliebige Werte aufladen
Was bringen ihm irgendwelche Formeln?!
Es liegt an der Definition der Kapazität. Es gibt KEINE Kapazität, die
der Energiemenge eines Akkus entspricht. Keine, auch nicht die aller
Kondensatoren der Welt zusammen gegen eine Mikrozelle. Es gibt jedoch
Ladungsmengen, die dem Energiegehalt eines Akkus entsprechen.
1 Farad besagt nur, daß DIE SPANNUNG eines Kondensators bei einer
Belastung von einem Ampere und einer Sekunde Um EIN VOLT ABNIMMT. Der
Kondensator ist danach aber keineswegs leer, kann noch 100V, 2V oder
auch noch 1000V haben. Beim Akku gibt es Letzteres nicht, der ist nach
soundsoviel Amperesekunden plötzlich leer.
Also die Frage ist ähnlich, warum ein Porsche nicht bei einem Seilziehen
mit einem LKW gewinnt.
Sowohl Kapazität, als auch Induktivität sind ganz blöde Einheiten. Sie
erwecken den Eindruck, es würde bei Reihen- oder Parallelschaltung etwas
verloren gehen. Dem ist aber nicht so.
Beispiel Kapazität:
Bei einem 12V 1A Netzteil nehme ich 1000uF zur groben Stabilisierung.
Nehmen wir an, die Spannung am Elko schwankt dabei um 1V (dürfte mehr
sein, aber egal, nur zur Demo)
Jetzt möchte ich zwei dieser 1000u Kondensatoren in Reihe, um ein 24V
1A-Netzteil zu bauen. Das trau ich mich aber nicht, denn ich habe ja
dann nur noch 500uF. Praktisch geht das aber ganz genauso, denn das 24V
Netzteil hat absolut die gleiche Qualität, wenn seine Ausgangsspannung
nun um 2V schwankt. Allein schon daher sind die üblichen
Pi-mal-Daumen-1000u Minimum je A Murks.
Bei Induktivitäten ist es sehr ähnlich, hier bewirkt z.B. die doppelte
Windungszahl die vierfache Induktivität.
Der Dreckige Dan schrieb:> Sowohl Kapazität, als auch Induktivität sind ganz blöde Einheiten. Sie> erwecken den Eindruck, es würde bei Reihen- oder Parallelschaltung etwas> verloren gehen. Dem ist aber nicht so.
Das ist genau das, was ich meine. Aber was passiert mit der Ladung des
einzelnen Kondensators wenn er in Reihe geschaltet wird?
Finden da irgendwelche energieneutralen Verschiebungen statt?
Weil ansonsten müsste er sich ja wirklich wie eine Batteriezelle in
Reihe verhalten...
Der Dreckige Dan schrieb:> 1 Farad besagt nur, daß DIE SPANNUNG eines Kondensators bei einer> Belastung von einem Ampere und einer Sekunde Um EIN VOLT ABNIMMT.
Hab über diese Interpretation der Kapazität jetzt nochmal gegrübelt und
tatsächlich - BINGO!
Wenn ich eine Reihenschaltung von zwei Kondensatoren für eine Sekunde
mit einem Ampere belaste, dann wird die Spannung jedes Einzelnen um 1
Volt abnehmen, was ja auch dem normalen Kapazitätswert entspricht. In
Summe habe ich dann aber eine Abnahme von 2 Volt, was bezogen auf den
Kapazitätswert der einzelnen Kondensatoren eben dann nur der halben
Kapazität entspricht. Wenn ich also für die Reihenschaltung denselben
Spannungsabfall und damit die gleiche Kapazität erreichen möchte, müsste
ich die Einzelkapazitäten verdoppeln!
Wenn das so stimmt, dann hab ich's endlich verstanden!
Danke schon mal Dreckiger Dan :P
Hallo,
wenn eine bestimmte Zeit lang ein bestimmter Strom in eine
Reihenschaltung von Kondensatoren hinein fließt, haben alle
Kondensatoren die gleiche Ladungsmenge Q aufgenommen.
Außerdem entspricht die Summe der an den Kondensatoren anliegenden
Spannungen der Gesamtspannung der Reihenschaltung. Es gilt also:
U = U1 + U2 + U3...
Aus 'U = C*U' folgt 'U = Q / C' und somit
Q/C = Q/C1 + Q/C2 + Q/C3...
Q kürzt sich heraus und es ergibt sich
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3...
rhf
noob schrieb:> Wenn ich eine Reihenschaltung von zwei Kondensatoren für eine Sekunde> mit einem Ampere belaste, dann wird die Spannung jedes Einzelnen um 1> Volt abnehmen, was ja auch dem normalen Kapazitätswert entspricht. In> Summe habe ich dann aber eine Abnahme von 2 Volt
Ja.
noob schrieb:> Wenn ich also für die Reihenschaltung denselben> Spannungsabfall und damit die gleiche Kapazität erreichen möchte, müsste> ich die Einzelkapazitäten verdoppeln!
Ja, aber man braucht es meist gar nicht. Siehe das Beispiel mit dem 12-
und 24V-Netzteil. Für das doppelt so leistungsstarke 24V-Netzteil
braucht man auch nur 2 der Elkos, die man im 12V Netzteil hatte, in
Reihe zu schalten. Man hat dann einfach nur noch 500u, aber das ist ok,
weil die Qualität der Siebung beim 24V NT mit 2V Ripple prozentual genau
so gut ist, wie 1V beim 12V NT. Nimmst du hier 4x den 1000u 16V Elko,
erreichst du bei gemischter Schaltung zwar wieder die 1000u, hast aber
eine "zu gute" Siebung für das 24V NT.
Gerade bei Hochspannungsanwendungen kommen daher oft unglaublich kleine
Kapazitäten zum Einsatz, Nanofarads und so. Während ihr Energiegehalt
aber ähnlich groß ist, wie der einer gleich leistungsfähigen
Niedervolt-Anwendung.
noob schrieb:> Wieso reduziert sich die Kapazität in Reihe geschalteter Kondensatoren> auf die Summe der Kehrwerte
Schau Dir mal das Kondensator-Symbol an:
Zwischen den beiden Kondensatorplatten hast Du einen geringen Abstand.
Das entspricht grob dem tatsächlichen Aufbau eines Kondensators. Die
Kapazität eines C ist proportional zur Plattenfläche und umgekehrt
proportional zum Abstand beider Platten.
Was passiert beim in Serie schalten?
Du bekommst zwei mal den Abstand - nämlich Abstand (C1) + Abstand(C2).
Das heisst: beim in Serie schalten zweier identischer Kondensatoren
geschieht dasselbe wie beim Verdoppeln des Abstands zwischen den Platten
eines Kondensators. Da die Kapazität umgekehrt proportional dazu ist,
halbierst Du damit die Kapazität.
Viele Grüße, Stefan
noob schrieb:> Wieso reduziert sich die Kapazität in Reihe geschalteter Kondensatoren> auf die Summe der Kehrwerte während sie bei Reihenschaltung von> Batteriezellen gleich bleibt?? Was ist da der Unterschied?
Weil du die Kapazität eines Kondensators nicht mit der "Kapazität" einer
Batterie vergleichen darfst. Die Kondensatorkapazität wird in As/V
(=Farad) angegeben, die "Batteriekapazität" im mAh.
Da kann also nichts miteinander "verglichen" werden. Wenn schon, dann
musst du die gespeicherte Energie vergleichen. Und die verdoppelt sind
bei der Reihenschaltung zweier gleich geladener Kondensatoren mit
gleicher Kapazität genauso wie bei der Reihenschaltung zweier gleicher
Batterien.
Lothar M. schrieb:> Die Kondensatorkapazität wird in As/V> (=Farad) angegeben, die "Batteriekapazität" im mAh.
Wenn die beiden Werte überhaupt vergleichbar sein sollen, muß die
Batteriekapazität in Wh angegeben werden. Gemessen in Ah sind noch nicht
mal Batterien miteinander vergleichbar.
MfG Klaus
Klaus schrieb:> Wenn die beiden Werte überhaupt vergleichbar sein sollen, muß die> Batteriekapazität in Wh angegeben werden.
Auch diese "Kapazität" (die eigenlich ja die in der Batterie
gespeicherte Energie ist) ist nicht direkt mit der
Kondensatorkapazität vergleichbar...
An den Einheiten AVs (Energie) und As/V (Kapazität) ist das ja auch
recht einfach zu erkennen.
Erst die Kondensatorkapazität zusammen mit der Spannung ergibt über
CxU²/2 wieder eine Energie...
Jungs, vielen, vielen Dank für eure Antworten!!
Finds toll, dass so eine scheinbar einfache Frage hier so ausführlich
diskutiert werden kann.
Ihr habt mein Verständnisproblem echt gelöst :)
