Parallel geschaltene Kondensatoren, Energieverlust berechnen

Danny_198 · Anmeldungsdatum: 03.11.2018 Beiträge: 2

Meine Frage:
Hi, hab einen Arbeitsauftrag bekommen den ich soweit gelöst hab. Nur die letzte Nummer macht mir Kopfweh und niemand aus meinem Kurs weiß eine Lösung.

Also die Frage ist die:
Kondensator 1 mit C=10x10^-6F wird auf 200V aufgeladen und mit Kondensator 2 C=10x10^-6F der auf 100V aufgeladen ist, Parallel geschaltet (ohne das Ladung verloren geht). Berechne die Spannung, die die Kondensatoren annehmen und die El. Energie die dabei als Wärme verloren geht.

Meine Ideen:
Da in der Aufgabenstellung nichts bezüglich U steht, denke ich mal der Stromkreis besteht nur aus den 2 Kondensatoren. Schalte ich die nun parallel, denke ich mal das beide am Schluss auf 150V geladen sind, heißt ja auch ohne Ladungsverlust. Wegen der Energie die verloren geht weiß ich auch nicht weiter. Es heißt ja ohne Ladungsverlust also dürfte ja auch keine Energie verloren gehn. Mehr dazu weiß ich auch nicht, wie gesagt stehe vor einer Wand smile

Gast002 · Gast

Hallo Danny,

Deine Lösung für die Spannung nach dem Parallelschalten der Kondensatoren ist richtig. Als Begründung aber einfach die Erhaltung der Ladung anzugeben, reicht wohl nicht, glaube ich. Wenn z. B. die Kondensatoren nicht die gleiche Kapazität hätten, würde eine andere Spannung rauskommen.
Zu einer sauberen Lösung kommst Du, wenn Du die Ladung zuerst auf beiden Kondensatoren einzeln berechnest ( Q = C * U ), dann addierst und mit der Gesamtkapazität beider Kondensatoren die resultierende Spannung ausrechnest.

Deine Vermutung zum Energieverlust ist nicht richtig. Ladung ist nicht dasselbe wie Energie oder proportional dazu. Man kann also aus der Ladungserhaltung nicht auf Energieerhaltung schließen. Auch hier findest Du die Lösung, wenn Du erst die in den beiden einzelnen Kondensatoren gespeicherte Energie berechnest ( W = \frac{1}{2} * C * U^{2} ) und dann mit der Energie für die beiden parallelgeschalteten Kondensatoren vergleichst.

Gast

Danny_198 · Anmeldungsdatum: 03.11.2018 Beiträge: 2

Erstmal vielen Dank, ich habs soweit verstanden nur tritt jetzt ein Problem bei mir auf. Und zwar haben die parallel geschaltenen Kondensatoren mehr Energie als die 2 einzelnen Kondensatoren zusammen. Dann müsste ich bezüglich der Fragestellung doch schreiben, dass keine Energie dabei verloren geht? Oder hab ich etwas übersehen?

Gast002 · Gast

Also bei mir haben die parallel geschalteten Kondensatoren eine Energie von 225 mJ, die Summe der Energien der einzelnen Kondensatoren beträgt 250 mJ. Es gibt also einen Energieverlust.
Ich vermute, Du hast irgendwo einen Rechenfehler.
Den Energieverlust kann man auch erklären: in dem Moment, wo die beiden auf unterschiedliche Spannung geladenen Kondensatoren miteinander elektrisch verbunden werden, fließt kurzzeitig ein Ausgleichsstrom von dem Kondensator mit der höheren Spannung zu dem mit der niedrigen Spannung. Dieser Strom führt zur Erwärmung des Verbindungsdrahtes, d. h. zu einem Energieverlust in Form von Wärmeenergie.

ML · Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3392

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861