Ladungstransport bei mehreren Kondensator in Reihenschaltung

Stephan G. · Gast

Stellen wir uns 3 Kondensatoren in Reihenschaltung an einer Spannungsquelle vor. Wie kommt dann der Ladungstransport zum mittleren Kondensator zustande? Er ist ja nur über elektrische Felder (als nicht überwindbare Grenze für Elektronen) mit der Spannungsquelle verbunden. Da müsste der mittlere Kondensator doch nur diejenigen freien Ladungsträger besitzen, die ihm auf seinen eigenen Zuleitungsdrähten zur Verfügung stehen? An mehr kommt er ja nicht ran, da er nicht mit der Spannungsquelle direkt verbunden ist.

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5870

Die Ladungen (Elektronen bzw. fehlende Elektronen) auf dem mittleren Kondensator stammen von den Kondensatorplatten der benachbarten Kondensatoren. Die Ladungen verschieben sich zwischen den Kondensatoren, bis die Summe der Feldenergien aller Kondensatoren minimal ist.

willyengland · Anmeldungsdatum: 01.05.2016 Beiträge: 677

... oder einer durchbrennt. Big Laugh

Stephan G. · Gast

Mir ist halt nicht klar, wie die Nachlieferung von noch mehr Elektronen am mittleren Kondensator funktionieren soll. Mir scheint die Menge an Ladungsträgern begrenzt. Wenn die Spannung hoch genug ist, sind alle Elektronen im mittleren Kondensator verschoben und dann wäre Schluss, weil mehr gibt es ja nicht, da der Zugang von weiteren Ladungsträgern versperrt ist durch elektrische Felder an den Enden. Nachgeliefert wird von den Platten der am mittleren Kondensator liegenden zwei anderen Kondensatoren, soweit klar, nur wird meines Erachtens nirgendwo in Lehrbüchern oder ä. gesagt, dass nach oben hin Schluss ist mit der Anzahl an Ladungsträgern. Sondern immer so getan als wenn das Erhöhen der Spannung immer mehr elektrische Ladung transportieren würde.

Es ist halt auch zusätzlich so, dass ich mit denke, wenn die Zuleitungsdrähte im mittleren Kondensator möglichst lang und dick sind, wäre ein größerer Vorrat an Ladungsträgern da, auch begrenzt, aber grösser.

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5870

Ich verstehe nicht ganz, wo das Problem ist mit den begrenzten Ladungsträgern.
Nehmen wir mal an, wir haben 3 in Serie geschaltete, gleiche Kondensatoren, und es wird eine Ladung U angelegt. Ganz anschaulich werden im ersten Schritt Elektronen von der äusseren Platte des einen äusseren Kondensators zur äusseren Platte des anderen äusseren Kondensators verschoben, sodass die eine positiv und die andere negativ geladen ist. In den äusseren Kondensatoren entsteht ein el. Feld. Durch dieses werden nun Elektronen zwischen den jeweiligen benachbarten Platten verschoben, bis auf allen 6 Kondensatorplatten betragsmässig die gleiche Ladung ist. Dann sind auch die Spannungen über allen Kondensatoren gleich, und die gesamte Feldenergie

ist minimal.

willyengland · Anmeldungsdatum: 01.05.2016 Beiträge: 677

Vielleicht sollte man noch hinzufügen, dass unter normalen, realistischen Bedingungen immer mehr als genug Elektronen vorhanden sind.