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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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 D2 Verfasst am: 15. Apr 2012 17:44 Titel: Kondensatorspannung mesen |
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Meine Frage:
Was zeigt das Voltmeter oben, wenn der Öffner geöffnet wird?
Meine Ideen:
Hängt von der Höhe der oberen Kapazität ab.
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Leonardo vom Winde
Anmeldungsdatum: 24.02.2011
Beiträge: 237
Wohnort: Dritter Planet
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| Leonardo vom Winde Verfasst am: 15. Apr 2012 19:17 Titel: |
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Hi,
bei idealen Voltmetern passiert nix. Mit realen Geräten lädt sich der Kondensator über die Innenwiderstände auf -1,5V auf. Das untere Voltmeter zeigt dann +1,5V.
Grüße Leo
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Ich weiß genau was Raum und Zeit ist, aber wenn ich es erklären soll weiß ich es nicht mehr |
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 15. Apr 2012 19:32 Titel: |
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1.Und wenn die rechte Batterie schwächelt und nur 1,2 V hat, welche Messergebnisse sind zu erwarten?
2. Wenn beide Kapazitäten bekannt sind, wie berechnet man die Ladungen auf deren 4 Platten(die rechte Batterie hat 1,2 V )?
3. Beide Voltmeter werden (um das Messergebnis nicht zu stören) nach der Schalterbetätigung angelegt.
Was zeigt das untere, was zeigt das obere?
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Leonardo vom Winde
Anmeldungsdatum: 24.02.2011
Beiträge: 237
Wohnort: Dritter Planet
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| Leonardo vom Winde Verfasst am: 15. Apr 2012 19:57 Titel: |
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Hi,
1. Die gemessene Spannung ist Batt1+Batt2 geteilt durch 2.
2. Q=C*U.
3. Wie bereits erwähnt gibt es bei idealen Voltmetern keine Umladung.
Grüße Leo
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 16. Apr 2012 09:17 Titel: Re: Kondensatorspannung mesen |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
Was zeigt das Voltmeter oben, wenn der Öffner geöffnet wird?
Meine Ideen:
Hängt von der Höhe der oberen Kapazität ab. |
Nicht nur. Die Voltmeteranzeige hängt natürlich auch von der Kapazität des unteren Kondensators ab.
Ub1 sei die Spannung der linken Spannungsquelle, Ub2 die der rechten. U1 sei die Spannung (von rechts nach links) am oberen Kondensator, U2 die Spannung (von links nach rechts) am unteren Kondensator. Dann gilt nach kapazitiver Spannungsteilerregel
\cdot\frac{C_2}{C_1+C2})
und
\cdot\frac{C_1}{C_1+C2})
Die Ladung ist auf allen Platten betragsmäßig gleich, nämlich
)
Die von Leonardo vom Winde gegebenen Antworten gelten nur für gleiche Kapazitäten C1=C2.
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Leonardo vom Winde
Anmeldungsdatum: 24.02.2011
Beiträge: 237
Wohnort: Dritter Planet
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| Leonardo vom Winde Verfasst am: 16. Apr 2012 13:19 Titel: |
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Mahlzeit,
versteh ich jetzt nicht.
Mit den Voltmetern wird doch nur der statische Zustand nach der Aufladung gemessen. Nach der Umladung sind unabhängig von den Kapazitäten beide Spannungswerte gleich, da beide Kondensatoren parallel geschaltet sind. Die Spannungsquellen machen nur einen Spannungsoffset, der aber fest vorgegeben ist.
Zum errechnen der Zeitkonstante sind beide Kondensatoren und Ri's der Voltmeter parallel.
Grüße Leo
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 16. Apr 2012 14:07 Titel: |
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| Leonardo vom Winde hat Folgendes geschrieben: | | Nach der Umladung sind unabhängig von den Kapazitäten beide Spannungswerte gleich, da beide Kondensatoren parallel geschaltet sind. |
Nein, die Kondensatoren liegen in Reihe zu den ebenfalls in Reihe liegenden Spannungsquellen. Willst Du etwa den Maschensatz außer Kraft setzen?
Vielleicht ist ja auch das Schaltbild von D2 falsch gezeichnet. Das würde natürlich die Situation ändern. Aber so, wie es gezeichnet ist, liegen die Kapazitäten in Reihe und ihre Spannungen verhalten sich entsprechend der kapazitiven Spannungsteilerregel.
Elemente gelten nur dann als parallelgeschaltet, wenn sie an beiden "Enden" miteinander verbunden sind. Das ist hier nicht der Fall. Da liegt auf beiden Seiten noch je eine Spannungsquelle dazwischen.
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Leonardo vom Winde
Anmeldungsdatum: 24.02.2011
Beiträge: 237
Wohnort: Dritter Planet
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| Leonardo vom Winde Verfasst am: 16. Apr 2012 15:03 Titel: |
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Hi,
| Zitat: | | Willst Du etwa den Maschensatz außer Kraft setzen? |
nö, aber bist du sicher das man den hier anwenden kann?
Ich habe mir erlaubt das mal zu simulieren.
Grüße Leo
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 16. Apr 2012 16:11 Titel: |
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Du hast recht, wenn Du von realen Voltmetern ausgehst. Ich war von idealen Voltmetern ausgegangen. Es ist natürlich klar, dass bei Verwendung von realen Voltmetern die Spannungsaufteilung entsprechend den Voltmeterwiderständen nach ohmscher Spannungsteilerregel erfolgt. Gleiche Spannungen ergeben sich dann aber auch nur bei gleichen Voltmeterwiderständen. Bei ungleichen Voltmeterwiderständen sieht das anders aus (wie gesagt: Spannungsteilerregel).
Deine Aussage, dass bei idealen Voltmetern nix passiert, ist dennoch falsch. Bei idealen Voltmetern ergibt sich die Spannunsgaufteilung entsprechend der kapazitiven Spannungsteilerregel, wie in meinem ersten Beitrag gezeigt.
Und natürlich ist der Maschensatz immer anwendbar.
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Leonardo vom Winde
Anmeldungsdatum: 24.02.2011
Beiträge: 237
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| Leonardo vom Winde Verfasst am: 16. Apr 2012 21:26 Titel: |
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Nabend,
Also der untere Kondensator ist geladen und es fließt kein Strom mehr, auch nicht durch den Schalter. Wenn ein stromloser Schalter geöffnet wird, dann bekommt die angeschlossene Schaltung davon nichts mit. Wie bekommt dann der obere Kondensator seine Ladung?
Grüße Leo
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Ich weiß genau was Raum und Zeit ist, aber wenn ich es erklären soll weiß ich es nicht mehr |
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 16. Apr 2012 23:30 Titel: |
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Man kann zuerst bei der Berechnung auf das obere äquivalente Schaltungsbild zugreifen.
Wenn beide Kondensatoren ursprünglich ungeladen waren, dann gelten die Formel für Spannungsverteilung und
Ladungsmenge an Kondensatorplatten was uns GvC aufgeschrieben hat.
Bleiben wir in der Zukunft bei dem unteren Schaltungsbild
Leider ist die untere Kapazität C2 geladen. Also muss diese irgendwie,
alleine schon aus Symmetriegründen eine Umladung zu C1 stattfinden.
Folgende Fragen bzw. Überlegungen entstehen.
Wenn die Spannungsquellen unterschiedliche Spannungen haben, dann muss die Quelle mit der
niedrigen Spannung auf sich ein Teil der Ladung vom C2 nehmen.
Aber kann diese Quelle das *? Das Ladungserhaltungsgesetzt gilt natürlich weiter.
Im Prinzip, da elektrischer Kreis geschlossen ist, kann theoretisch die entsprechende Verschiebung
der Ladungen an C1 stattfinden.
Trotzdem möchte ich die Menge der Ladungen an Platten a,b,c und berechnen können.
*Macht es vielleicht Sinn die Quellen mit aufgeladenen Kondensatoren mit sehr großer Kapazität ersetzen?
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 17. Apr 2012 09:23 Titel: |
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| Leonardo vom Winde hat Folgendes geschrieben: | Nabend,
Also der untere Kondensator ist geladen und es fließt kein Strom mehr, auch nicht durch den Schalter. Wenn ein stromloser Schalter geöffnet wird, dann bekommt die angeschlossene Schaltung davon nichts mit. Wie bekommt dann der obere Kondensator seine Ladung?
Grüße Leo |
Hi Leonardo,
Du bringst mich in der Tat zum Grübeln. Das dauert noch.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 17. Apr 2012 09:33 Titel: |
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Hi Leonardo,
Nee, es dauert doch nicht so lange. Ich stelle fest: Du hast auf der ganzen Linie recht, und ich hatte mich verrannt. Glückwunsch!
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Leonardo vom Winde
Anmeldungsdatum: 24.02.2011
Beiträge: 237
Wohnort: Dritter Planet
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| Leonardo vom Winde Verfasst am: 17. Apr 2012 14:14 Titel: |
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Mahlzeit,
@GvC, Danke für den Glückwunsch.  Die Schaltungen von D2 sind aber auch zum verrennen.
@D2, | Zitat: | Leider ist die untere Kapazität C2 geladen. Also muss diese irgendwie,
alleine schon aus Symmetriegründen eine Umladung zu C1 stattfinden. |
Die Symmetrie ist doch gegeben Uc2=U1+U2+Uc1, mit Startwert Uc1=0.
| Zitat: | Folgende Fragen bzw. Überlegungen entstehen.
Wenn die Spannungsquellen unterschiedliche Spannungen haben, dann muss die Quelle mit der
niedrigen Spannung auf sich ein Teil der Ladung vom C2 nehmen.
Aber kann diese Quelle das *? Das Ladungserhaltungsgesetzt gilt natürlich weiter. |
U1,U2 und C1 ist eine Reihenschaltung, man kann beiden Spannungsquellen als eine einzige zusammen fassen.
| Zitat: | | *Macht es vielleicht Sinn die Quellen mit aufgeladenen Kondensatoren mit sehr großer Kapazität ersetzen? |
Nö,
Warum änderst du die Aufgabenstellung bevor du die Lösung für die erste Formulierung verstanden hast?
Grüße Leo
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 17. Apr 2012 22:34 Titel: |
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Die Spannung auf C2 kompensiert beide Spannungen der Batterien, C1 liegt auf 0 V.
Meine Frage , so wie ich diese gestellt habe, ist geklärt, danke allen.
Nachtrag.
Die beiden Schaltbilder von mir sind doch äquivalent zu einander.
Soll C2 irgendwelche Spannung tragen, dann ist UC1 = U1 + U2 - UC2
Ich werde ein anderes Problem zu der Diskussion stellen. Da habe ich vor einen geladener Leiter neutralisieren und dabei seine Spannung erhöhen. Interesse?
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