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Laden und Entladen
Laden (Kondensator wird über einen Widerstand [siehe Schaltung R1] geladen) : Wie im dazugehörigem Ladediagramm zu erkennen, ist der Ladestrom zu Beginn des Ladevorgangs sehr hoch und fällt dann mit fortschreitender Ladung zunehmend langsamer ab. Die Spannung steigt zunächst sehr schnell und dann zunehmend langsamer an. Der Ladevorgang ist beendet, wenn die Ladespannung gleich der der Spannungsquelle ist, somit fällt auch der Ladestrom gegen Null. Entladen (Kondensator wird über einen Widerstand [siehe Schaltung R2] entladen): Wie im dazugehörigem Ladediagramm zu erkennen, ist der Entladestrom zu Beginn des Entladens am höchsten und fällt mit fortschreitender Entladung zunehmend langsamer ab. Mit der Spannung verhält es sich gleich. Der Kondensator ist entladen, wenn der Ladestrom und die Spannung gegen Null laufen.
Ladezeit (Bei C = 22 μF und R = 1 kOhm): Um die Ladezeit eines Kondensators zu bestimmen benötigt man zunächst die Zeitkonstante Tau (τ). Diese wird wie folgt berechnet:
Nach der eben berechneten
Zeitkonstante (τ) besitzt
der Kondensator 63% der
Ladespannung.
Ladestrom beim Start (bei U = 13,8V, R = 1kOhm): Die Ladezeit, so wie sie oben berechnet wurde haut allerdings nur dann hin, wenn während des Ladevorgangs auch genügend Strom (A) zur Verfügung steht. Da der Ladestrom zu beginn der Ladung am höchsten ist, reicht es für eine Prüfung diesen zu berechnen.
Entladezeit: Um die Entladezeit eines Kondensators zu bestimmen benötigt man wie beim Laden zunächst die Zeitkonstante Tau (τ). Diese wird auch mit der gleichen Formel wie beim Laden berechnet, also:
Ist von dem angeschlossenen Verbraucher der Widerstand nicht bekannt aber stattdessen eine Ampereangabe, so rechnet man zunächst den Wiederstand mittels Ohmsches Gesetz aus:
Hat man nur eine Wattangabe, so berechnet man zunächst die Amperezahl aus:
und dann mit dem Ohmschen Gesetz
den Widerstand R. So, damit sollten nun alle Eventualitäten
erschlagen sein um die
Zeitkonstante Tau (τ)
zu ermitteln, aber...
Unter Umständen kann es auch mal nützlich sein zu wissen, nach welcher Entladezeit eine bestimmte Restspannung vorhanden ist. Dies lässt sich so berechnen (Restspannung Uc = 9V):
Möchte man z.B. mittels eines Kondensators ein Relais Abfallverzögert schalten lassen, so ist dies zwar theoretisch machbar, doch würde der benötigte Kondensator mit ansteigender Zeit (noch unter einer Sekunde) schnell ins unermessliche steigen. Wesentlich sinnvoller ist hier eine Schaltung mittels dem Timer NE555.
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[letzte Aktualisierung 16.04.2013]