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einfachster Stromkreis mit Kondensator
 
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Sportsgeist



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
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Beitrag Sportsgeist Verfasst am: 15. Okt 2008 12:18    Titel: einfachster Stromkreis mit Kondensator Antworten mit Zitat

Hallo,

ich brauche mal den einfachsten Stromkreis mit einem Kondensator. Kann man an einer Lampe deutlich machen, wie er sich auf- und entlädt? brauche ich Wechsel- oder Gleichstrom?

Zur Zeit habe ich einen Stromkreis mit 5V, eine Lampe, und einen Kondensator (1 mükroF). Er lädt sich zwar auf, aber entlädt sich nicht, bzw nur dann, wenn ich die Stromquelle wegnehme...aber das muss doch auch anders möglich sein.....brauche ich noch eine Spule dafür?

Wäre nett, wenn mir jemand helfen könnte Augenzwinkern

lg, Sportsgeist
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 15. Okt 2008 12:43    Titel: Antworten mit Zitat

Du hast bisher einen Stromkreis zum Laden des Kondensators. In dem fließt die Ladung in Form von Gleichstrom auf den Kondensator drauf.

Wenn du nun zum Beispiel einen Schalter und noch eine Lampe hast, dann könntest du einen zweiten Kreis (ohne Spannungsquelle, einfach nur mit Kabeln und der zweiten Lampe stecken) machen, der (in der anderen Schalterstellung) die beiden Enden des Kondensators über die zweite Lampe miteinander verbindet.

Wenn du den Kondensator lädst und dann den Schalter umstellst, dann kann der Kondensator sich über den zweiten Kreis entladen, und das zweite Lämpchen zeigt das durch ein Aufleuchten an.

Wie groß ist der Widerstand deines Lämpchens, und wie lange leuchtet es, wenn der Kondensator mit Gleichstrom aufgeladen wird (wie lange dauert das Aufladen deiner Kondensators also mit den von dir verwendeten Werten für den Ladewiderstand des Lämpchens und der Kapazität des Kondensators)?
Sportsgeist



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 64
Wohnort: Duisburg

Beitrag Sportsgeist Verfasst am: 15. Okt 2008 13:08    Titel: Antworten mit Zitat

Der Kondensator hat 1 F. Aber bis sich er sich aufgeladen hat, keine Ahnung, denn die Lampe, die ich dahinter geschaltet habe, leuchtet nicht auf.....ich habe diesen Kondensator benutzt, da sich am Voltmeter schön sehen lässt, wie er sich hinterher entlädt, bei kleinerem geht es zu schnell, bei größerem zu langsam, und die Lampe leuchtet weder beim kleinen, noch beim großen, noch beim Entladen grübelnd
Da die Lampe nur 6V verträgt, habe ich die Grundspannung auf 5V gesetzt....muss die höher sein, um die Lampe zum leuchten zu bringen?

Das mit dem 2. Kreis muss ich mal ausprobieren....aber geht es nicht auch, OHNE fremdes zutun (Schalter umlegen) zu sehen, wie sich der Kondensator entlädt?

Ansonsten Danke für die schnelle und klare Antwort Augenzwinkern
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 15. Okt 2008 13:40    Titel: Antworten mit Zitat

Sportsgeist hat Folgendes geschrieben:
.ich habe diesen Kondensator benutzt, da sich am Voltmeter schön sehen lässt, wie er sich hinterher entlädt, bei kleinerem geht es zu schnell, bei größerem zu langsam,

Wie lange dauert das Laden des Kondensators? Kannst du das auch am Voltmeter sehen? (Hast du das Voltmeter mit an deine Schaltung angeschlossen? Magst du vielleicht einfach mal einen Schaltplan von deiner Schaltung samt Voltmeter malen und hier zeigen?)

Zitat:

Da die Lampe nur 6V verträgt, habe ich die Grundspannung auf 5V gesetzt....muss die höher sein, um die Lampe zum leuchten zu bringen?

Könnte sein. Was ist die nächsthöhere Spannung, die du zur Verfügung hast?

Oder es könnte (siehe Frage nach der Aufladedauer von oben) einfach daran liegen, dass der Kondensator so schnell aufgeladen wird, dass die Glühlampe nur ganz kurz und nur ein ganz kleines bisschen aufblitzt?

Zitat:

Das mit dem 2. Kreis muss ich mal ausprobieren....aber geht es nicht auch, OHNE fremdes zutun (Schalter umlegen) zu sehen, wie sich der Kondensator entlädt?

Ich finde, das mit dem "Schalter umlegen" zu einem zweiten Kabelkreis mit Widerstand (Lämpchen) drin ist eine schöne, einfache Möglichkeit, zu sehen, wie sich der Kondensator entlädt. Denn damit er sich entlädt, eröffnet man ihm damit einen Weg für den Entlade-Strom, der dann von der einen zur anderen Kondensatorplatte fließen kann.
Sportsgeist



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 64
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Beitrag Sportsgeist Verfasst am: 15. Okt 2008 13:54    Titel: Antworten mit Zitat

soo, wir haben die Schaltung etwas umgebaut....mit 13 Kondensatoren parallel geschaltet^^ sind insgesamt um die 600F...
Dann haben wir andere Lämpchen und nun 10V Gleichstrom verwendet....und zu guter letzt noch den besagten 2. Kreis mit einer baugleichen Lampe.

Der Ladevorgang dauert wenige Sekunden (so 3-4), der Entladevorgang hingegen etwas länger (um die 10) und man sieht auch deutlich das Aufleuchten....leider nur sehr kurz.
Beim "entladekreis" haben wir noch einen Widerstand dazwischen gebaut, so leuchtet sie länger Augenzwinkern

Das Voltmeter habe ich parallel zum Kondensator angeschlossen und zeigt mit Stromquelle, die aktuelle Voltanzahl an, und ohne, wie die Zahl langsam runtergeht. (Zeichnen ist mir grade zu aufwendig, da ich den Versuch wärend der Arbeit mache (Azubi zum Physiklaborant)....vlt setz ich mich da heute abend mal dran, wenn ich zu hause bin)
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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Beitrag schnudl Verfasst am: 15. Okt 2008 14:08    Titel: Antworten mit Zitat

Bei C=1uF und U=5V ist Q=5uC

Eine Lampe, die sagen wir mal 20mA braucht, leuchtet daher für maximal

5uC/20mA = 0.25ms.

Bei 100uF eben 25ms.

Nimm statt der Glühlampe eine LED, die braucht weniger Strom. Ausserdem muss die Lampenwendel erst mal richtig heiss werden, bevor diese leuchtet. Bis dahin ist der Kondensator aber vermutlich schon längst entladen.

_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
dermarkus
Administrator


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Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 15. Okt 2008 14:12    Titel: Antworten mit Zitat

Prima, da habt ihr also schon mal den Effekt, den ihr sehen wollt, herausgekitzelt smile

Weißt du auch schon, dass so eine Lade- und Entladekurve eines Kondensators eine Exponentialfunktion in der Zeit ist, und dass die Zeitkonstante dafür



ist, wobei R der Ladewiderstand ist?

Damit könnt ihr den Spannungsverlauf U(t) auch rechnerisch ermitteln und aufzeichnen.

-----------

Habt ihr schon probiert, innerhalb welches Spannungsbereiches die Glühlämpchen, die ihr verwendet, sichtbar leuchten (ohne kaputtzugehen natürlich Augenzwinkern )? Damit und mit einer Berechnung für U(t) und die zugehörigen Zeitkonstante je nach Widerstand und Kapazität könntet ihr vielleicht nochmal optimieren, über welchen Bereich der Lade- bzw. Entladekurve hinweg die Lämpchen auch optisch durch leuchten anzeigen, welche Spannung gerade an ihnen abfällt.
Sportsgeist



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Beitrag Sportsgeist Verfasst am: 15. Okt 2008 14:24    Titel: Antworten mit Zitat

Wir haben vor einigen Tagen die "Meißner-Schaltung" mit einem Oszilloskop ausprobiert....dort konnten wir Lade- und Entladekurven schön sehen, auch zeitversetzt.
Da wir nur damals (grade mit der Ausbildung begonnen) noch kein Hintergrundwissen hatten, sollten wir uns das heute aneignen.
Unser Ausbilder meinte heute morgen: "Schaut euch mal den Kondensator an, wie er funktioniert und auch im Zusammenhang mit einem Widerstand"

Daraufhin hab ich mich hingesetzt und mal was ausprobiert....deswegen wollte ich ja den einfachsten Stromkreis haben^^


Was genau meinst du denn mit LADEwiderstand? kann mir so darunter grade nichts vorstellen...ich mein, der Strom kommt an, lädt den kondensator auf und geht wieder raus - platt gesagt - wo soll denn da noch ein Widerstand sein?
Sportsgeist



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
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Beitrag Sportsgeist Verfasst am: 15. Okt 2008 14:25    Titel: Antworten mit Zitat

@schnudl: Danke für die Rechnung Augenzwinkern
aber wenn ich das jetzt mit unseren 600F berechne und 10V, dann habe ich 6000C und dividiert durch 82mA von der Lampe, dann wären das doch 73ms.....kann man das sehen?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 15. Okt 2008 18:05    Titel: Antworten mit Zitat

Sportsgeist hat Folgendes geschrieben:

Was genau meinst du denn mit LADEwiderstand? kann mir so darunter grade nichts vorstellen...ich mein, der Strom kommt an, lädt den kondensator auf und geht wieder raus - platt gesagt - wo soll denn da noch ein Widerstand sein?

Der Ladewiderstand ist hier das Lämpchen im Ladekreis, an ihr fällt der Teil der Spannung der Spannungsversorgung ab, der noch nicht am Kondensator anliegt, wenn er noch nicht ganz aufgeladen ist.

Wenn sonst gar nichts im Ladestromkreis ist, dann ist der Ladewiderstand der Innenwiderstand deiner Spannungsquelle.

Die 73 ms sind rund eine Zehntelsekunde, ich würde sagen, das kann man bestimmt schon sehen smile (Sofern, wie von schnudl oben schon gesagt, der Draht der Glühlampe dabei schon schnell genug heiß wird.)
edepfau



Anmeldungsdatum: 16.10.2008
Beiträge: 1
Wohnort: Heidelberg

Beitrag edepfau Verfasst am: 16. Okt 2008 09:16    Titel: "einfachste Anordnung..." - Vorschlag Antworten mit Zitat

Zitat:
ich brauche mal den einfachsten Stromkreis mit einem Kondensator. Kann man an einer Lampe deutlich machen, wie er sich auf- und entlädt? brauche ich Wechsel- oder Gleichstrom?

Schalte doch mal die Lampe und den Kondensator parallel. Wenn Du die Batterie anschließt, bleibt die Lampe kurz aus und geht dann an (warum?). Wenn Du dann die Batterie wieder abklemmst, leuchtet die Lampe kurz nach (OK, schon schwieriger zu sehen). Ein Amperemeter in der Zuleitung zum Kondensator zeigt Dir erst einen kurzen Stromstoß, dann beim Abklemmen einen Stromstoß in die umgekehrte Richtung - stimmt's?
Wie schon besprochen, hängt das "a-ha" leider auch davon ab, ob die Dimensionierung (in diesem Fall die Kapazität des Kondensators) stimmt, sonst gibt es zwar den Effekt, aber man sieht ihn nicht. Ich würde C=1000 uF, Lämpchen mit 20mA und Batteriespannung entsprechend der max. Lampenspannung nehmen, und mal sehen.
Sportsgeist



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 64
Wohnort: Duisburg

Beitrag Sportsgeist Verfasst am: 16. Okt 2008 10:35    Titel: Antworten mit Zitat

Danke @edepfau, habe ich grade ausprobiert....nur leider haben wir nur 100F zur Verfügung. Denke mal, dass ich deswegen den Effekt nicht hinbekommen habe....aber ansonsten war der Versuch gestern sehr Erfolgreich Augenzwinkern
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