Kondensatoren, Auf- bzw. Entladung

physikerinspe · Anmeldungsdatum: 19.08.2008 Beiträge: 17

Folgendes Problem mit der Auf- bzw. Entladung von Kondensatoren:

Bei der Annahme der vereinfachten Formel von I = Q/t, wird die Entladungsstromstärke I mit der Zeit t auf Dauer geringerer, da die Ladung Q abnimmt und diese proportional zu I ist.

So weit so gut, damit habe ich noch keine Probleme und das konnte ich mir selbst verdeutlichen bzw. veranschaulichen.
Doch als die Frage kam wie sich die Stromstärke verhält beim Aufladungvorgang bin ich ins grübeln gekommen und bin so recht nicht auf eine Lösung gekommen.

Meine Annahme war, dass die Stromstärke bis zum Endpunkt steigt, nur ist es ja genau umgekehrt und die Stromstärke sinkt stetig.
Ich selbst konnte mir das leider in keinsterweise klarmachen und die Aufzeichnungen vom Schreiber des Versuches sprechen auch eigentlich dagegen, aber irgendwie widerspricht sich das bzw. ich verstehe es so leider noch nicht.

Laut des Schreibers nämlich steigt die Spannung U beim Aufladevorgang stetig und da Q = C*U gilt bin ich zu dem Entschluss gekommen, dass auch die Stromstärke wächst.
Allerdings ist das Ergebnis bekanntlich genau andersherum und die Stromstärke sinkt.

Nun brauche ich Hilfe um meinen Fehler zu finden und hoffentlich schnell zu beheben.
Liegt es eventuell an fälschlichen Definitonsansätzen mancher Größen oder woran kann es liegen?

Danke schon mal für die Hilfe

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Zum Entladevorgang:

(1)
Durch den Ladungsausgleich am Widerstand nimmt die Ladung an den anfangs geladenen Platten ab.

(2) Dadurch sinkt die Spannung, wegen U=Q/C

(3) Der Strom wird aber wiederum durch das Ohmsche Gesetz bestimmt; der Widerstand sieht ja die Spannung an C: I = U/R

(4) Wegen (2) sinkt damit auch I; das geht solange bis U bzw Q=0 ist; da aber der Ausgleichstrom immer kleiner wird, wird C in endlicher Zeit nie ganz entladen (Exponentialgesetz)

Zum Aufladevorgang (Spannungsquelle U0):

(1)
Durch den Aufladevorgang durch den Widerstand nimmt die Ladung an den anfangs ungeladenen Platten zu.

(2) Dadurch steigt die Spannung an C, wegen U=Q/C, bis C auf U0 aufgeladen ist. Die Differenz U0-U wird daher immer kleiner.

(3) Der Strom wird wieder durch das Ohmsche Gesetz bestimmt; der Widerstand sieht jetzt die Spannung U0-U: Also I = (U-U0)/R

(4) Wegen (2) sinkt damit auch I; das geht solange bis U=U0 ist; da aber der Ausgleichstrom immer kleiner wird, wird C in endlicher Zeit nie ganz aufgeladen (Exponentialgesetz)

physikerinspe · Anmeldungsdatum: 19.08.2008 Beiträge: 17

Noch eine kurz Frage, ich stehe vermutlich grad auf dem Schlauch, aber geklärt wollt ich es doch schon haben:

Die Annahme das U0 steigt hab ich dann ja zuvor schon gesehen und diese war auch richtig allerdings bin ich dann nicht zu der Differenz U0-U gekommen.
Die Frage ist nun jedoch was genau sagt dann die Differenz aus U0 ist mir bereits bekannt aber woher kommt die andere Spannung?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

U0 ist die (konstante) Spannung an der Batterie, U ist die (variable) Spannung am Kondensator. Die Differenz fällt an R ab und bestimmt daher den Strom. Zeichne es doch auf:

physikerinspe · Anmeldungsdatum: 19.08.2008 Beiträge: 17

Wenn ich das nun richtig verstanden habe, dann wird der Entladungsvorgang ohne eine Spannung von der Spannungsquelle beschrieben bzw. diese ist nicht vorhanden und bei dem Aufladevorgang kommt diese jedoch hinzu da die Differenz von U0-U zur Bestimmtung von I gebraucht wird.

Hoffe ich sehe das so weit richtig

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

ja, so kann man es sagen.

physikerinspe · Anmeldungsdatum: 19.08.2008 Beiträge: 17

dann bedanke ich mich schon mal rechtherzlich und ich hoffe das ich dadurch im unterricht auch weiterkomme Augenzwinkern