Unbegrenzt viel Ladung auf einem Kondensator?!

BalistiX · Anmeldungsdatum: 17.05.2011 Beiträge: 151

Hi Leute!
Ich habe folgende Aufgabe vor mir:

"Warum kann man nicht unbeschränkt viel Ladung auf einen Kondensator transportieren, selbst wenn beliebig große Hochspannungsquellen zur Verfügung stehen?"

Wenn ich mich hier nach der Formel:

wobei die Kapazität (C) konstant ist, dann müsste doch auch die speicherbare Ladung "unendlich groß" sein, wenn ich den Kondensator mit unendlich großer Spannung lade.

Aber das das nicht stimmen kann, habe ich mir selbst auch schon gedacht, zumal es ja sogar in der Aufgabe steht! Also, wo ist mein Denkfehler?

Liebe Grüße,
BalistiX

No_body · Anmeldungsdatum: 08.10.2011 Beiträge: 24

Wenn du beispielsweise einen Plattenkondesator hast, kannst du die Kapazität mit

berechnen. Die Kapazität ergibt sich also aus der Geometrie und dem verwendeten Dielektrikum.

Beim Aufladen des Kondesators kommt es zu einer Ansammlung von Ladung an den Kondensatorplatten und zu einer Polarisation im Dielektrikum. Irgendwann ist das Material vollständig polarisiert oder es kommt zu einem Spannungsdurchbruch zwischen den Kondensatorplatten. Denke der Spannungsdurchbruch ist hier das größere Problem, welcher dann zu einer mechanischen Zerstörung des Kondesators führt.

BalistiX · Anmeldungsdatum: 17.05.2011 Beiträge: 151

Hi No_body!
Erstmal danke für deine Antwort. Leider haben wir im Unterricht Polarisation und Spannungsdurchbruch noch nciht behandelt, also denke ich, muss es noch eine "einfachere" Erklärung geben.

Ich habe deinen Post jetzt vereinfacht mal so verstanden:
Bei einem Plattenkondensator wird das Dielektrikum als Isolator zwischen den beiden Platten verwendet, damit die Anziehungskräfte zwischen den Platten das Laden des Kondensators zu vereinfachen.
Allerdings gibt es immer eine sehr kleine Menge an Ladung, die durch den Isolator auf die andere Platte wandert. Vergrößert man die Spannung, so vergrößert man auch die Menga an Ladung, die durch das Dielektrikum auf die andere Platte wandert, so dass der Plattenkondensator nihct mit einer beliebig großen Ladungsmenge geladen werden kann, selbst wenn die Spannung beliebig groß ist.

Kann ich das so schreiben oder ist das inhaltlich falsch?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Mach's mal nicht so kompliziert. Die einzige begrenzende Größe bei der Kondensatoraufladung ist die Durchschlagfestigkeit des Dielektrikums. Wenn die Feldstärke im Kondensator die Festigkeitsgrenze erreicht hat, gibt es einen elektrischen Durchschlag, der den Kondensator zerstört. Es gibt kein dielektrisches Material, das vor Erreichen seiner Durchschlagfestigkeit bereits vollständig polarisiert wäre.

No_body · Anmeldungsdatum: 08.10.2011 Beiträge: 24

Es ist korrekt, dass das Dielektrikum als Isolator wirkt. Dadurch können sich dann Ladungen an den Kondensatorplatten sammeln und im Dielektrikum findet eine Polarisation statt. Durch den Isolator wandert aber keine Ladung auf eine andere Seite. Je mehr Ladung die Kondesatorplatten sammeln desto höher wird das elektrische Feld zwischen den Platten, was dann letztendlich zu einem Spannungsdurchbruch führt und somit zur Zerstörung des Kondensators, wie GvC ja schon aufgeführt hat.

BalistiX · Anmeldungsdatum: 17.05.2011 Beiträge: 151

Okay, danke euch beiden! smile

Und jetzt habe ich noch was, wo ich mir unsicher bin:

"Jetzt wird die Stromquelle abgetrennt und anschließend der Plattenabstand auf 15mm vergrößert. Welche Größe ändert sich dadurch, und wie?"

und

"Der Kondensator bleibt an der Stromquelle, der Plattenabstand wird aber auf die Häflte verkürzt. Was geschieht, welche Größen ändern sich und wie ändern sie sich?"

Hier will mir leider partout keine zündende Idee kommen, wo der Unterschied liegt, wenn der Kondensator an der Stromquelle bleibt oder davon getrennt wird. unglücklich

Könntet ihr mir bitte nochmals weiterhelfen?

No_body · Anmeldungsdatum: 08.10.2011 Beiträge: 24

Du hast z. B. die beiden Zusammenhänge:

und

Wenn du jetzt deinen Plattenabstand d änderst ändern sich natürlich die Kapazität C und die elektrische Feldstärke E zwischen den Platten.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861