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Kapazität eines Kondensators
 
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Paul1994
Gast





Beitrag Paul1994 Verfasst am: 23. Nov 2015 13:02    Titel: Kapazität eines Kondensators Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Ich habe in einem Praktikum alle 10 sekunden die Spannung an einem Kondensator welcher an einer spannung angeschlossen ist gemessen. Als aufgabe soll ich nun die Kapazität errechnen was mir nun ein Rätsel ist

Meine Ideen:
Kapazität C=Q/U.
Nun ist mir ja "U" bekannt. "Q" jedoch nicht und dieses lässt sich nur mit I berechnen welches ich nicht berechnet habe ich bin am verzweifeln. meiner meinung nach ist die Kapazität nur mithilfe eines Amperemeters zu errechnen. Mein Proffessor sagt: "Dann müsse ich wohl eine andere Gleichung verwenden."
Paul1994
Gast





Beitrag Paul1994 Verfasst am: 23. Nov 2015 13:05    Titel: EDIT Antworten mit Zitat

EDIT: "I" habe ich nicht gemessen*
und angaben über den Kondensator sind ebenfalls nicht bekannt also nix größe durch abstand :/
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 23. Nov 2015 13:07    Titel: Antworten mit Zitat

Hast Du etwas mehr Informationen? War dieser Kondensator vielleicht nicht direkt an der Spannungsquelle angeschlossen (dann müsste U konstant bleiben), sondern über einen Widerstand? Wenn ja, kannst Du Dich dumpf erinnern, wie groß dieser war? Oder gibt es eventuell noch andere Details, die Du uns mitteilen könntest?

Viele Grüße
Steffen
Paul1994
Gast





Beitrag Paul1994 Verfasst am: 23. Nov 2015 13:19    Titel: Antwort Antworten mit Zitat

Es wurde ein unbekannter Widerstand R6 in Reihe zum Kondensator geschaltet Parallel zum Kondensator dann das VoltMeter. Dann wurde die Maximalspannung 5,31 V angelegt und alle 10 Sekunden die Spannung abgelesen nun soll ich anhand der Messwerte die Kapazität des Kondensators errechnen Angaben über den Widerstand sind nicht vorhanden.
Nebenbei die Frage: Warum hatte ich die Anweisung die Messungen bis 3,5V durchzuführen.
Paul1994
Gast





Beitrag Paul1994 Verfasst am: 23. Nov 2015 13:21    Titel: Aufgabenstellung Antworten mit Zitat

Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf der Aufladung des Kondensators C1. Bei diesem Experiment ist die
unabhängige Variable die Zeit. Die Spannung über dem Kondensator wird als abhängige Variable
interpretiert. Für den Schaltungsaufbau müssen der Ohmsche Widerstand R6 und der Kondensator C1 in
Reihe geschaltet werden.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 23. Nov 2015 13:29    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn R6 nicht bekannt ist, kann man C nur in Abhängigkeit von R6 angeben. Denn die Spannung am C steigt nach einer Exponentialfunktion, deren Zeitkonstante R6*C ist. Und nach ebendieser Zeitkonstante wird die Spannung ziemlich genau 3,5V betragen.

Weißt Du vielleicht, warum der Widerstand gerade R6 heißt? Gab es denn noch weitere Widerstände in der Schaltung (R1 bis R5)? Eventuell kann man ja damit R6 bestimmen.
Paul1994
Gast





Beitrag Paul1994 Verfasst am: 23. Nov 2015 13:33    Titel: Vorherige Aufgabe Antworten mit Zitat

Ich habe in einer vorherigen Aufgabe gerade die Spannungskennlinie zu R6 gefunden. Bzw. mehrere Wertepaare bei einer Spannung von 4V wurde ein Strom von 43mikroampere gemessen.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 23. Nov 2015 13:34    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, wunderbar. Dann hast Du ja alles beisammen. Der Rest ist klar, oder?
Paul1994
Gast





Beitrag Paul1994 Verfasst am: 23. Nov 2015 13:39    Titel: Antworten mit Zitat

ich merke nur gerade dass das ergebnis bei R=U/I ein komischer wert herauskommt: 93.023.25581 ohm
habe ich richtig gerechnet?: 43 mikroampere=0,000043 A
und dann 0,000043/4=93.023.25581 Ohm
Paul1994
Gast





Beitrag Paul1994 Verfasst am: 23. Nov 2015 13:40    Titel: EDIT Antworten mit Zitat

entschuldige ich habe natürlich 4/0,000043 gerechnet
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 23. Nov 2015 13:42    Titel: Antworten mit Zitat

Paul1994
Gast





Beitrag Paul1994 Verfasst am: 23. Nov 2015 13:44    Titel: Antworten mit Zitat

Okay mir kam der wert etwas hoch vor. Mit leider weiß ich immernoch nicht wie mir der widerstand in der Formel C=Q/U behilflich ist.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 23. Nov 2015 13:53    Titel: Antworten mit Zitat

Ich weiß nicht, ob Ihr schon mit Differentialgleichungen gearbeitet habt, dann könntest Du tatsächlich auch mit dieser Formel weiterkommen, wenn Du weißt, dass Ladung das Integral des Stroms über der Zeit ist.

Ansonsten müsstet Ihr aber schon mal über Lade- und Entladekurven geredet haben, denn die erwähnte Exponentialfunktion mit der Zeitkonstante solltest Du kennen.

Oder, wenn das auch nicht vorausgesetzt werden kann, sollte zumindest bekannt sein, auf wieviel Prozent vom Endwert die Spannung an C nach einer Zeitkonstante gestiegen ist. Das gehört zum Katechismus eines Elektrotechnikers.
Paul1994
Gast





Beitrag Paul1994 Verfasst am: 23. Nov 2015 14:02    Titel: Antworten mit Zitat

Eine Ladekurve habe ich mithilfe der Gemessenen Spannung zu einer Zeit schon erstellt. Aber wie hilft mir das nun. habe eine formel F=s/R gefunden kann ich diese verwenden?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 23. Nov 2015 14:06    Titel: Antworten mit Zitat

Auf wieviel Prozent vom Endwert ist die Spannung an C nach einer Zeitkonstante gestiegen?
Paul1994
Gast





Beitrag Paul1994 Verfasst am: 23. Nov 2015 14:13    Titel: Antworten mit Zitat

Ich weiß nicht genau was mit Zeitkonstante gemeint ist .
Ich habe als beispiel jetzt dass nach 100 sekunden die Spannung am Kondensator bei 3,00V liegt und am widerstand R6 bei 3,00V ein Strom von 33 mikroampere fließt. Hilft mir das jetzt?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 23. Nov 2015 14:17    Titel: Antworten mit Zitat

Paul1994 hat Folgendes geschrieben:
Ich weiß nicht genau was mit Zeitkonstante gemeint ist .


Musst Du aber, wenn Du diese Aufgabe lösen willst:
https://de.wikipedia.org/wiki/Zeitkonstante#Kondensator

Paul1994 hat Folgendes geschrieben:
Hilft mir das jetzt?


Ja, mit diesen Angaben kannst Du die Kapazität ausrechnen. Melde Dich, wenn Du nicht weiterkommst.

Viele Grüße
Steffen
Paul1994
Gast





Beitrag Paul1994 Verfasst am: 23. Nov 2015 14:20    Titel: Antworten mit Zitat

Alles klar Dankeschön für die Hilfe.
Lg Paul
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