Kondensator Schaltung

jenny93 · Anmeldungsdatum: 25.02.2013 Beiträge: 70

Meine Frage:
Guten Abend zusammen smile

Ich habe hier eine Kondensator-Schaltung mit zwei Schaltern und zwei Kondensatoren.

Die Aufgabe: Die Ströme haben in der gezeichneten Position ihren stationären Endwert erreicht. U1= 10V R1=10kOhm C1=56myF U2=4V R2=2,2kOhm C2=33myF R3=1,8kOhm

a) Welche Ladungen befinden sich auf den Kondensatoren kurz vorm Umschalten?

b) Welche Ladung und Energie befindet sich in beiden Kondensatoren nach längerem Zeitraum nach dem Umschalten?

c)Wie lautet das Verhalten der Spannung über die Zeit am linken Kondensator?

d) Wie viel Energie ist im Vergleich von b) mit a) verlorengegangen und warum?

Meine Ideen:
aaalso, was ich bisher überlegt habe:

a) Q1=C1*U1 und Q2=C2*U2 W1=1/2*C1*U1² W2=1/2*C2*U2²

b) müsste alles gegen Null gehen !? oder laden sie sich gegenseitig auf?!

c)

d) hängt von b) ab smile

weiß nicht, was da passiert

mh, naja hab so gut ichs kann versucht. wäre über hinweise bzw. verbesserungen sehr froh smile

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

a) richtig

b) falsch
Im eingeschwungenen Zustand handelt es sich um eine Parallelschaltung beider Kondensatoren, an denen demzufolge dieselbe Spannung liegt. Die lässt sich aus der Gleichheit der Ladung vor und nach dem Schalten ermitteln.

Nach der Umladung ist die Gesamtladung noch vorhanden (wo soll sie auch hin)

Dabei ist U die Spannung an beiden Kondensatoren nach der Umladung. Aus der Konstanz der Gesamtladung folgt

c) falsch
Du hast den Aufladevorgang am Kondensator C1 beschrieben. Die Aufgabenstellung geht aber davon aus, dass der Aufladevorgang bereits abgeschlossen ist. Du sollst ganz offensichtlich den Umladevorgang beschreiben. Die Spannung verändert sich von U1 auf U mit der Zeitkonstanten

jenny93 · Anmeldungsdatum: 25.02.2013 Beiträge: 70

mh, der c1 drückt also von links in r3 und der c2 von rechts in r3, deswegen sind sie parallel geschaltet ?!

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

jenny93 · Anmeldungsdatum: 25.02.2013 Beiträge: 70

das verstehe ich leider nicht so ganz grübelnd

... ich hoffe dass wenigstens meine rechnungen stimmen!?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

jenny93 · Anmeldungsdatum: 25.02.2013 Beiträge: 70

deine aussage verstehe ich schon, nur in bezug auf parallel und reihe wäre ich da so nie drauf gekommen. bildlich sind sie ja immer in reihe smile

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

jenny93 · Anmeldungsdatum: 25.02.2013 Beiträge: 70

so?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Jetzt rätst Du nur noch, oder? Überprüfe Deine Gleichung doch mal für t-->unendlich und t=0.

Für t--> unendlich muss die Spannung, wie bereits besprochen, u(unendlich)=U sein. Nach deiner Lösung stimmt das auch, aber:

Für t=0 muss die Spannung uc(0)=U1 sein. Nach Deiner Lösung ist ist sie aber u(0)=U+U1. Das stimmt also nicht.

Leite Dir die Lösung der zugrundeliegenden Dgl., die sich aus dem Maschensatz ergibt, doch mal her. Oder wende die allgemeine Lösungsformel an

woraus folgt

jenny93 · Anmeldungsdatum: 25.02.2013 Beiträge: 70

Ich habe mir das nochmal in einem Ele-Buch durchgelesen.

Dort steht dann eine Formel von:

hier angewendet wäre das doch:

das ginge doch so dann oder? smile

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861