RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Kapazität eines Kondensators
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Elektrik
Autor Nachricht
Lapa1503
Gast





Beitrag Lapa1503 Verfasst am: 11. Mai 2016 12:56    Titel: Kapazität eines Kondensators Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hey alle,
Ich habe folgendes Problem. Im Praktikum haben wir Einen Kondensator in Reihe zu einem Widerstand R5 angeschlossen und ihn anschließend mit einer Spannung von 5,31 V geladen und alle 10 Sekunden die Spannung am Kondensator gemessen.
Jetzt habe ich Wertepaare zur größe der Spannung am Kondensator zu einem Zeitpunkt t. Nun soll ich die Kapazität errechnen. Wie geht das.
Ich habe nur eine Formel vorliegen : C=It/U und I habe ich nicht.

Meine Ideen:
In einer vorigen Aufgabe wurde die Spannung und der Strom am Widerstand R5 gemessen sodass ich hier Wertepaare habe wie hoch der fließende Strom I bei einer Spannung U ist. Könnte man hiermit eventuell R=U/I für die Formel oben verwenden?
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 2860

Beitrag ML Verfasst am: 11. Mai 2016 14:22    Titel: Re: Kapazität eines Kondensators Antworten mit Zitat

Hallo,

Lapa1503 hat Folgendes geschrieben:

Jetzt habe ich Wertepaare zur größe der Spannung am Kondensator zu einem Zeitpunkt t. Nun soll ich die Kapazität errechnen. Wie geht das.
Ich habe nur eine Formel vorliegen : C=It/U und I habe ich nicht.


Ich gehe davon aus, dass der Kondensator zu Beginn ungeladen war. Um die Kapazität zu bestimmen, schaust, nach welcher Zeit der Kondensator die Spannung

(U0: Spannung nach dem vollständigen Laden) erreicht hat.

Diese Zeit ist gleich der Zeitkonstante

Da Du R kennst, kannst Du damit C berechnen.

https://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_%28Elektrotechnik%29#Ladevorgang

Du kannst natürlich das Ergebnis auch noch ein bisschen genauer machen, wenn Du mehrere Punkte berücksichtigst bzw. die theoretische Kurve mit Deinen Messwerten anfittest. Wenn das gefordert wäre, stünde es aber m. E. in der Aufgabenstellung.


Viele Grüße
Michael
Lapa1503
Gast





Beitrag Lapa1503 Verfasst am: 01. Jun 2016 12:54    Titel: Antworten mit Zitat

Oh danke, hatte nicht damit gerechnet dass sich noch jemand melden würde.
Ich weiß nur leider immer noch nicht welchen Wert ich nun für U0 nehmen soll , da wir nur bis zu einer Spannung von 3,6 V messen sollten.
In meinem Skript steht folgendes:
Wählt man die Zeitkonstante 

erhält man für beispielsweise einen Integrator ein
ausreichend lineares Verhalten.

Wie soll ich weiter vorgehen
Lapa1503
Gast





Beitrag Lapa1503 Verfasst am: 01. Jun 2016 12:55    Titel: Antworten mit Zitat

Was beudetet '>>'?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14852

Beitrag GvC Verfasst am: 01. Jun 2016 14:26    Titel: Antworten mit Zitat

Lapa1503 hat Folgendes geschrieben:
Ich weiß nur leider immer noch nicht welchen Wert ich nun für U0 nehmen soll


Hast Du nicht selber gesagt, dass die Spannung der Spanungsquelle, also die maximale Ladespannung 5,31 V sei?

Lapa1503 hat Folgendes geschrieben:
Was beudetet '>>'?


'>>' bedeutet 'sehr viel größer als'.

In Verbindung mit dem Hinweis auf ein lineares Verhalten (im unteren Bereich der Spannungskurve) war das möglicherweise eine Hilfe zur Ermittlung der Zeitkonstante. Die Tangente an die Ladespannungskurve an der Stelle t=0 schneidet nämlich die im Abstand U0 verlaufende Parallele zur Zeitachse genau an der Stelle . Wegen ergibt sich die Kapazität zu

Lapa1503
Gast





Beitrag Lapa1503 Verfasst am: 01. Jun 2016 15:40    Titel: Antworten mit Zitat

Ok danke, ich habe jetzt was zusammengebastelt bin mir nur sehr unsicher ob es stimmt. Also R5 hat bei 5,31V, 119µA(0,0000119A) somit R5=0.2605 Ohm.
U0=5,31(Wenn ich es Richtig sehe).
Dann 0,632*5,31=3,35592.
Jetzt habe ich mir die Wertepaare angeschaut und bei 110s war V=3,29,
und nach 120s war V=3,46.
Dann habe ich das erste Wertepaar genommen und somit

Dannach
Die Formel
Werte einsetzen und :



Ist das richtig?[/latex]
Lapa1503
Gast





Beitrag Lapa1503 Verfasst am: 01. Jun 2016 15:48    Titel: Antworten mit Zitat

Ah sorry habe den Falschen wert eingesetzt ich muss ja
Dann
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14852

Beitrag GvC Verfasst am: 01. Jun 2016 16:03    Titel: Antworten mit Zitat

Lapa1503 hat Folgendes geschrieben:
Ist das richtig?


Nein, das ist nicht richtig.

Bevor wir hier weiter diskutieren, solltest Du die originale Versuchsbeschreibung einschließlich Schaltskizze sowie Deine Messergebnisse hier vorstellen. Vor allem kann ich noch nicht glauben, dass der Widerstandswert von R5 nicht gegeben ist, es sein denn die Aufgabenstellung erfordert die Widerstandsbestimmung durch eine Strom-/Spannungsmessung. Deinen hier wiedergegebenen Messwerten ist nicht zu trauen, da Du für den Strom zwei Werte angegeben hast, die sich um den Faktor 10 unterscheiden. Wie Du unabhängig davon auf einen Wert von 0,26 Ohm kommen kannst, ist nicht nachvollziehbar. Je nachdem, welcher Stromwert richtig ist (wenn überhaupt), dürfte der Widerstand in der Größenordung von 50 kiloOhm bzw. 500 kiloOhm sein.
Lapa1503



Anmeldungsdatum: 01.06.2016
Beiträge: 8

Beitrag Lapa1503 Verfasst am: 01. Jun 2016 16:22    Titel: Antworten mit Zitat

Okay
Die Aufgabe
[img]http://www.directupload.net/file/d/4373/wgqufxq6_jpg.htm[/img]

Der Schaltplan:
[img]http://www.directupload.net/file/d/4373/ypw7ptyc_jpg.htm[/img]

Und die Wertepaare:

[img]http://www.directupload.net/file/d/4373/kebr2uk2_jpg.htm[/img]

Und falls es Hilft die Wertepaare des gemessenen Widerstandes R5:

[img]http://www.directupload.net/file/d/4373/bpt9ao2n_jpg.htm[/img]
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14852

Beitrag GvC Verfasst am: 01. Jun 2016 17:28    Titel: Antworten mit Zitat

Aus dem Schaltbild und der Versuchsbeschreibung geht nicht hervor, wie die Spannung der Spannungsquelle gemessen wurde, auch nicht wie der Strom und die Spannung am Widerstand gemessen wurde.
Lapa1503



Anmeldungsdatum: 01.06.2016
Beiträge: 8

Beitrag Lapa1503 Verfasst am: 01. Jun 2016 17:41    Titel: Antworten mit Zitat

Dann habe ich hier noch Aufgabe 1 hochgeladen.
Hier wurde der Widerstand gemessen. Villeicht hilft das.
Aufgabenstellung 1
[img]
http://www.directupload.net/file/d/4373/qnd5pxwx_jpg.htm
[/img]
Schaltplan+Messwerte Aufgabe 1
[img]http://www.directupload.net/file/d/4373/s45szkd5_jpg.htm[/img]
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14852

Beitrag GvC Verfasst am: 01. Jun 2016 17:49    Titel: Antworten mit Zitat

Und woher kennst Du die Spannung der Spannungsquelle beim Ladeversuch?
Lapa1503



Anmeldungsdatum: 01.06.2016
Beiträge: 8

Beitrag Lapa1503 Verfasst am: 01. Jun 2016 18:08    Titel: Antworten mit Zitat

Entschuldigung habe ich noch nicht erwähnt. In der Aufgabenstellung steht , dass der maximale Wert der Spannungsquelle eingestellt werden soll.
Der Liegt bei 5,31 Volt. Hoffe jetzt klappt es.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14852

Beitrag GvC Verfasst am: 01. Jun 2016 19:52    Titel: Antworten mit Zitat

Lapa1503 hat Folgendes geschrieben:
In der Aufgabenstellung steht , dass der maximale Wert der Spannungsquelle eingestellt werden soll.
Der Liegt bei 5,31 Volt.


Und woher weißt Du das? Hast Du die Spannung gemessen?
Lapa1503



Anmeldungsdatum: 01.06.2016
Beiträge: 8

Beitrag Lapa1503 Verfasst am: 02. Jun 2016 11:09    Titel: Antworten mit Zitat

Da ich in aufgabe 1 bei der Messung des Widerstandes den gesamten Spannungsbereich der regelbaren spannungsquelle messen sollte und ich am Schluss bei 5,31 V angelangt war. Und bei der Ladeaufgabe war diese ja erfordert.
Lapa1503



Anmeldungsdatum: 01.06.2016
Beiträge: 8

Beitrag Lapa1503 Verfasst am: 02. Jun 2016 11:35    Titel: Antworten mit Zitat

Mein Problem ist, dass ich nicht weiß wie ich auf komme.
Wie errechne ich es mithilfe meiner gemessenen Wertepaare. Der Wert 5,31*0,632 ist ja nicht in meiner Tabelle von Wertepaaren aufgelistet, wie du schon erkannt hast, deshalb habe ich in meiner Rechunng den nächsten Wert genommen den ich finden konnte, was ja nicht richtig ist. Ich bin am verzweifeln diese Aufgabe plagt mich schon 2 Semester lang. Habe von meinem Professor gesagt bekommen ich soll folgende Gleichung verwenden:
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14852

Beitrag GvC Verfasst am: 02. Jun 2016 12:47    Titel: Antworten mit Zitat

Also nehmen wir mal an, dass die Quellenspannung tatsächlich 5,31V ist (obwohl Du sie ja nicht direkt gemessen hast). Dann hast Du doch alles, was Du brauchst. Du kennst die Ladespannungskurve bis über den Wert von 5,31V*0,632=3,36V hinaus. Diesen Wert hast Du zwar nicht in Deinen Wertepaaren, kannst ihn aber leicht durch grafische oder rechnerische Interpolation ermitteln und kommst damit auf eine Zeitkonstante von 113,5s.

Eine andere Methode habe ich Dir ebenfalls bereits genannt: Zeichne die Tangente an die Ladekurve an der Stelle t=0. Ihr Schnittpunkt mit der Parallelen zur t-Achse im Abstand von 5,31V ist an der Stelle t=tau. Damit kommst Du auf einen Wert von t=tau=110,6s. Die Unterschiede liegen an Mess- und Zeichenungenauigkeiten. Ich würde einfach mit tau=110s rechnen. Basta.
Lapa1503



Anmeldungsdatum: 01.06.2016
Beiträge: 8

Beitrag Lapa1503 Verfasst am: 02. Jun 2016 13:26    Titel: Antworten mit Zitat

Ja also 110s habe ich ja oben für verwendet.

Dann stimmt der Wiederstandswert nicht? Oder wie muss ich das verstehen?

In Aufgabe 1 war ja an R5 (5,31V/0,000119A) =0.2605
Also müsste die Rechnung C=110/0,2605 doch stimmen oder
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14852

Beitrag GvC Verfasst am: 02. Jun 2016 13:32    Titel: Antworten mit Zitat

Lapa1503 hat Folgendes geschrieben:
Dann stimmt der Wiederstandswert nicht?


Das habe ich Dir doch bereits gesagt und habe nachgefragt, wie Du darauf kommst. Ich habe Dir sogar die Größenordung genannt. Rechne also den Widerstand nochmal nach!
Lapa1503



Anmeldungsdatum: 01.06.2016
Beiträge: 8

Beitrag Lapa1503 Verfasst am: 02. Jun 2016 13:44    Titel: Antworten mit Zitat

Glaube habe den Fehler gefunden. Habe einen Onlinrechner Verwendet der mir wahrscheinlich den falschen wert zurückgegeben hat.
Wenn die Spannung am Wiederstand 5,31 V ist und der Strom von 119µA fließt: muss ich doch 119µA umrechnen in 0,000119 Ampere
und dann 5,31/0,000119=44621,8487
und dann für C=110/44621,8487=0,002465 (F)
stimmt das jetzt?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14852

Beitrag GvC Verfasst am: 02. Jun 2016 13:54    Titel: Antworten mit Zitat

Lapa1503 hat Folgendes geschrieben:
stimmt das jetzt?


Ja. Aber wirklich verstanden scheinst Du das noch nicht zu haben.
Lapa1503



Anmeldungsdatum: 01.06.2016
Beiträge: 8

Beitrag Lapa1503 Verfasst am: 02. Jun 2016 14:04    Titel: Antworten mit Zitat

Ja ich werde mich noch damit beschäftigen müssen. Spätestens bis zur Klausur. Mir geht es jetzt ersteinmal "nur" darum, dass ich mein Protokoll abgeben kann. Du warst mir eine sehr große Hilfe ich bedanke mich vielmals.
Man hört sich bestimmt nocheinmal wieder villeicht wenn ich anfange für die Klausur zu lernen.

Lg Lapa1503
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Elektrik