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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
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 D2 Verfasst am: 24. Mai 2013 21:36 Titel: Kondensator mit kaum Verlust auf einen anderen Kond. umzulad |
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Gesucht wird die Möglichkeit geladenen Kondensator auf einen ungeladenen umzuladen, im Ideallfall ohne Energie zu verlieren.
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Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen. |
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 25. Mai 2013 15:43 Titel: |
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Eine Möglichkeit ist die elektrische Energie eines Kondensators vollständig in
magnetische Energie einer Spule L zwischenspeichern und die Letzte auf einen
anderen ungeladenen Kondensator entladen.
Ladungserhaltungsgesetz
Qalt =Qneu gilt in diesem Fall nur im einen Sonderfall: C1 = C2.
Im Ideallfall ist der erste Kondensator nach dem Entladen vollständig leer und der zweite voll aufgeladen.
Wahrscheinlichkeit, dies zu realisieren ist entsprechend gering.
Es gibt gewiss auch weitere, sicherere Möglichkeiten dies zu erreichen.
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
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| isi1 Verfasst am: 25. Mai 2013 17:29 Titel: |
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Der Schaltvorgang müsste so ablaufen:
1. verlustlose Induktivität L mit C1 verbinden
2. wenn die Spannung an C1 = 0 wird, Schalter öffnen und dann L mit C2 verbinden
3. wenn der Strom =0 wird, Schalter öffnen.
Außer der Energie, die im Schaltfunken und im Widerstand der Verbindungsdrähte (und Ri des C) verloren geht, hat man noch eine Abstrahlung von Funkwellen zu berücksichtigen, sodass auch bei widerstandslosem Schalten Energie verloren geht.
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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 25. Mai 2013 19:08 Titel: Pr. |
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| isi1 hat Folgendes geschrieben: | | Außer der Energie, die im Schaltfunken und im Widerstand der Verbindungsdrähte (und Ri des C) verloren geht, hat man noch eine Abstrahlung von Funkwellen zu berücksichtigen, sodass auch bei widerstandslosem Schalten Energie verloren geht. |
Warum soll es überhaupt Schaltfunken oder abgestrahlte Funkwellen geben?
Wenn der erste Kondensator sich an einer Spule entlädt, hat diese zuerst unendlichen Widerstand, und wenn die vollständig geladene Spule an Kondensator angeschlossen wird, haben ihre Enden gleichen Potenzial und der ungeladene zweite Kondensator hat im ersten Moment Widerstand Null.
Werden beide Kondensatoren und die Spule gekühlt, so dass diese zu Supraleiter werden, wird die umgepumpte Energie nicht verloren gehen können.
P.S. Mich fasziniert, dass ich so einfach die Spannung am 2. Kondensator erhöhen kann in dem ich seine Kapazität gegenüber 1. verringere.
W = C*U²/2; W =const, sinkt C, muss U steigen. Leider funktioniert diese Schaltung extrem unzuverlässig, praktisch nie, 3 Mal muss Timing stimmen!
Es gibt natürlich auch Wege Ladungserhaltungssatz so ausnutzen, dass man sicher 2. Kondensator auf höhere Spannung aufladen kann.
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
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| isi1 Verfasst am: 25. Mai 2013 20:47 Titel: Re: Pr. |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Warum soll es überhaupt Schaltfunken oder abgestrahlte Funkwellen geben? |
Der kritische Zeitpunkt ist die Umschaltung vom ersten Kondensator auf den zweiten. Wenn man die Verbindung zum ersten öffnet, will der Strom weiter fließen, die Spannung steigt enorm an, bis der Funken überspringt. Man kann den Funken vermeiden, wenn man den C2 anschaltet, bevor man C1 trennt, aber jede Stromänderung bringt ein sich änderndes Magnetfeld und das strahlt mehr oder weniger Funkwellen ab.
| D2 hat Folgendes geschrieben: | P.S. Mich fasziniert, dass ich so einfach die Spannung am 2. Kondensator erhöhen kann in dem ich seine Kapazität gegenüber 1. verringere.
W = C*U²/2; W =const, sinkt C, muss U steigen. Leider funktioniert diese Schaltung extrem unzuverlässig, praktisch nie, 3 Mal muss Timing stimmen!Es gibt natürlich auch Wege Ladungserhaltungssatz so ausnutzen, dass man sicher 2. Kondensator auf höhere Spannung aufladen kann. |
Eigentlich ist das so ungefähr die Methode, elektronische Spannungswandler zu bauen - nur dass da der Ladekondensator nicht voll entladen wird und der C2 durch häufiges Nachladen möglichst gleichmäßig geladen bleiben soll.
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 26. Mai 2013 11:12 Titel: Re: Pr. |
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| isi1 hat Folgendes geschrieben: | | D2 hat Folgendes geschrieben: | | Warum soll es überhaupt Schaltfunken oder abgestrahlte Funkwellen geben? |
Der kritische Zeitpunkt ist die Umschaltung vom ersten Kondensator auf den zweiten. Wenn man die Verbindung zum ersten öffnet, will der Strom weiter fließen, die Spannung steigt enorm an, bis der Funken überspringt. Man kann den Funken vermeiden, wenn man den C2 anschaltet, bevor man C1 trennt, aber jede Stromänderung bringt ein sich änderndes Magnetfeld und das strahlt mehr oder weniger Funkwellen ab. |
Es muss doch gehen
Durch das Optimieren kann man mit drei Schaltern etwas leichter Kondensator C1 auf Kondensator C2 umladen.
S0 schließen, Zeitpunkt unwichtig
S1 schließen, wenn C1 vollständig entladen ist
S2 öffnen, Zeitpunkt unwichtig falls die Spule gekühlt ist
S0 öffnen, wenn C2 maximale Spannung hat.
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Zuletzt bearbeitet von D2 am 26. Mai 2013 14:08, insgesamt einmal bearbeitet |
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
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| isi1 Verfasst am: 26. Mai 2013 11:21 Titel: Re: Pr. |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: | Durch das Optimieren kann man mit drei Schaltern etwas leichter Kondensator C1 auf Kondensator C2 umladen.
S0 schließen, Zeitpunkt unwichtig
S1 schließen, wenn C1 vollständig entladen ist
S2 öffnen, Zeitpunkt unwichtig falls die Spule gekühlt ist |
Allerdings wird die Spule weiterhin auf Kurzschluss arbeiten, wenn S1 geschlossen bleibt, denn das Öffnen des S2 ändert dann garnichts.
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | S0 öffnen, wenn C2 maximale Spannung hat. |
Dann gibt es am Schalter S0 ein Feuerwerk.
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D2
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| D2 Verfasst am: 26. Mai 2013 11:46 Titel: Re: Pr. |
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| isi1 hat Folgendes geschrieben: | Allerdings wird die Spule weiterhin auf Kurzschluss arbeiten, wenn S1 geschlossen bleibt, denn das Öffnen des S2 ändert dann garnichts.
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | S0 öffnen, wenn C2 maximale Spannung hat. |
Dann gibt es am Schalter S0 ein Feuerwerk. |
Wenn alle Schalter geschlossen sind, ist die ganze Energie Wmagn = L*I²/2
in der Spule L gespeichert. Zwar ist die Spule im diese Fall mit Gleichstrom I durchflossen aber die Energie W ist nicht veschwunden. Wenn S2 geöffnet wird, können die Ladungen im Strom I sich trennen, das macht sich als Spannung U an C2 bemerkbar.
Wenn C2 maximale Spannung Umax hat, ist gespeicherte Energie
W el =C2 * U2²max/2, es fließt kein Strom (I =0) durch die Spule, also darf man die Spule vom C2 abkoppeln, sprich S0 aufmachen.
Feuerwerk gibt es wenn die Spule mit maximalen Strom durchflossen wird und dieser unterbrochen wird.
Gleiches gilt wenn S2 geschlossen wird, während volle Spannung U max an C2 liegt.
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isi1
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| isi1 Verfasst am: 26. Mai 2013 13:07 Titel: Re: Pr. |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Wenn S2 geöffnet wird, können die Ladungen im Strom I sich trennen, das macht sich als Spannung U an C2 bemerkbar. |
Also wenn S2 offen ist und S1 und S0 geschlossen, fließt der Strom so wie rot eingezeichnet. Wie sich da C2 aufladen soll bleibt Dein Geheimnis, D2.
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D2
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| D2 Verfasst am: 26. Mai 2013 14:00 Titel: |
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W el = W magn
Der Kondensator speichert seine Energie statisch, so wie eine gespannte Feder.
Die Spule kann ihre Energie nur dynamisch speichern, so wie eine Masse in
Bewegung. Die Energie kann nicht einfach so verschwinden.
"Es ist jedoch nicht möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu erzeugen oder zu vernichten:
Die Energie ist eine Erhaltungsgröße."
http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz
P.S. Vielen Dank für dein Hinweis, gut aufgepasst.
Bild folgt, ich habe die Symmetrie beim Kopieren gebrochen.
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