Kondensator mit parallelem Widerstand als Überladungsschutz

Hallo,

Arthur L. schrieb:

Bin gerade im ersten Semester E-Technik

Finde ich toll und sehr mutig.

Also was da rein theoretisch aufgebaut ist, ist ein Gleichstrommotor, an dessen Anschlüssen diese Reihenschaltung aus Kondensator und Widerstand angeschlossen ist. Der Kondensator soll aufgeladen werden wie ein Akku. Über ihn weiß man außer seiner Kapazität rein gar nichts, im wesentlichen nicht, was er aushält an Spannung und Strombelastbarkeit da er kein reales Bauteil sein soll.

Der Motor wird anscheinend mechanisch angetrieben ("schiefe Ebene") und wandelt die mechanisch eingebrachte Energie in elektrische um. Der 2 Ohm-Widerstand in Reihe ist der Innenwiderstand des Motors, der Verlsute mit sich bringt. Ein Teil der Energie wird also im Kondensator gespeichert und mit steigender Spannung immer größer der andere Teil wird im Innen-Widerstand in Wärme umgewandelt und geht somit für die Betrachtung verloren. Im unverzweigten Stromkreis fließt unterhalb 12V aller Strom in den Kondensator. So lange kann er als Kurzschluß betrachtet werden.

Was nicht geschrieben wurde: Es soll anscheinend bei 12V ein imaginärer Schalter geschlossen werden, der den zweiten Widerstand parallel zum Kondensator schaltet, damit genau so viel Strom dort abfließt, wie zuvor zum Aufladen des Kondensators in ihn hinein geflossen war. Somit stellt sich ein Gleichgewicht ein.

Vermutlich muß der Ansatz über die Energie gemacht werden, die Rechnerei habe ich nicht mehr auf dem Schirm.

Arthur L. schrieb:

Mein Ansatz war, dass der Kondensator schiebt und zieht zugleich, wir uns anschauen, welcher Strom fließt und dieser dann bei vollem Kondensator über den Widerstand abfließen .

Die schiefe Ebene stelle ich mir nicht als Wippe oder zwei schiefe Ebenen mit Tal in der Mitte vor.

Wenn man den Prof kennt, wird man in seinen früheren Aufgaben Ähnlichkeiten finden. Der Tauchspulmotor scheint eine Art Linearmotor zu sein.

Möge jemand Korekturen anbringen, wer es besser weiß.

mfg

Der Tauchspulmotor treibt einen von der Kraft abhängigen Strom I durch den Stromkreis. Der 1 Farad-Kondensator ist zu Anfang "leer" und stellt einen Kurzschluss dar. Der konstante Strom I, begrenzt durch den Drahtwiderstand 2 Ohm, lädt den Kondensator linear auf. Beschleunigung wird vernachlässigt, es wird angegeben, daß der "Generator" sofort seine Geschwindigkeit v erreicht. Diese ist gefragt, daher konstant! Die Zeit lässt sich errechnen, bis wann von t=null=Null Volt der Strom I die entsprechende Ladungsmenge Q durch den Kondensator geschoben hat. Da war doch was in der Vorlesung mit I mal t oder mit Q=C*U ...

Die konstanz der Geschwindigkeit ergibt sich aus der Fragestellung a)

Bei b) wird nun dem Kondensator ein Bremswiderstand schlagartig parallelgeschaltet. Bekannt ist hier: Die Spannung am C bleibt jetzt konstant 12 Volt. Der "Generator" treibt weiterhin einen Strom I durch den Stromkreis, der Kondensator aber auch. Richtungen beachten, Pfeile.

Der Kondensator soll konstant 12 Volt behalten, diese Spannung liegt damit am Bremswiderstand, der direkt parallelgeschalten ist. Stromsenke/Stromquelle, etc. je nachdem, was halt bisher so gelehrt wurde...

Arthur L. schrieb:

Bin gerade im ersten Semester E-Technik und verstehe nicht so ganz das Prinzip

Das Prinzip ist, dass du diese Frage zwar wegen deines Studiums hast, sie aber überhaupt nichts mit "Ausbildungh & Beruf" zu tun hat, sondern mit analoger Schaltungstechnik. Also das nächste Mal bitte selber das richtige Forum auswählen.

Und für den Rest des Studiums: es heißt Widerstand mit nur einem einzigen 'e'.

Danke für die Antworten. Die Rechnungen habe ich an sich soweit, nach dem Punkt dass der Widerstand erst bei 12V zugeschaltet wird verstanden. Mir erschließt sich nur noch nicht so ganz wieso der ganze Strom bei 12V nur noch durch den Widerstand fließt. Es hat ja damit was zu tun dass der Kondensator geladen wird und sich gleichzeitig entlädt. Aber irgendwie erschließt sich mir da noch nicht wie sich die gegensätzlich laufenden Ströme aufheben. Also von der Logik her.

Hoffe ihr versteht was ich meine und könnt es mir erklären.

Arthur L. schrieb:

Im Einfachen verstehe ich es da sich der Strom bei vollem Kondensator den Weg über den Widerstand sucht.

Ein Kondensator ist nie ganz voll und für den Widerstand gilt das ohmsche Gesetz. Bei einer Z-Diode oder einer TVS sähe das anders aus.

p.s. Ist jemand mal so gut und beseitigt diese Peinlichkeit im Titel des Threads? Danke

Rainer W. schrieb:

Ist jemand mal so gut und beseitigt diese Peinlichkeit im Titel

nicht Wiehderstand...

Heinrich K. schrieb:

Bekannt ist hier: Die Spannung am C bleibt jetzt konstant 12 Volt. Der "Generator" treibt weiterhin einen Strom I durch den Stromkreis, der Kondensator aber auch. Richtungen beachten, Pfeile.

Wir haben hier das Prinzip der ungestörten Superposition. Wie weiter oben schon erwähnt, ist der Generator als Stromquelle und nicht als Spannungsquelle zu betrachten. Ab dem Zeitpunkt, der für b) gilt, heben sich der aus dem Kondensator fließende Strom und der vom Generator getriebene Strom gegenseitig auf, also bleibt bei diesem Widerstandswert die Spannung auf konstant 12V.

mfg

Arthur L. schrieb:

dass der Kondensator geladen wird und sich gleichzeitig entlädt

Wird er nicht. Es fliest kein Strom mehr zum Kondensator da der gesamte Strom durch den Widerstand fließt.