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Wechselspannung: Kondensator - Strom vor??
 
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Acacia
Gast





Beitrag Acacia Verfasst am: 24. Jul 2012 19:47    Titel: Wechselspannung: Kondensator - Strom vor?? Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Guten Abend. Ich befasse mich gerade mit Kondensatoren, die an Wechselspannungen angelegt werden. Hierbei habe ich aber eine Frage (bin in Lehrbüchern und per SuFu leider auf keine Erklärung gestoßen):

Angenommen, ich lege eine Wechselspannung an einem Kondensator an, meinet wegen mit Vorwiderstand, und zum Zeitpunkt t=0 habe die Spannungsquelle ihre Scheitelspannung Û. Da Strom und Spannung der Quelle in Phase sind, müssten die Diagramme Uc (Spannung am Kondensator) und I so aussehen:

http://imageshack.us/photo/my-images/42/kondensatorwechselspann.jpg/


Meine Ideen:

Begründung: Der Strom baut sich langsam auf, solange fängt der Kondensator sich an Aufzuladen. Sobald der Strom Null wird, ist die Spannung am Kondensator maximal. Danach ändert die Quelle ihre Polung und ein entgegengesetzter Strom fließt, wobei die gleiche Ladung transportiert wird.

Gruß Acacia
BerniO1986



Anmeldungsdatum: 01.05.2012
Beiträge: 89

Beitrag BerniO1986 Verfasst am: 24. Jul 2012 20:07    Titel: Antworten mit Zitat

Das ergibt sich auch aus:



wenn man eine sinusförmige Spannung mit



anlegt, so ergibt sich der Strom als



Sinus und Cosinus sind um 90° phasenverschoben.
Dies gilt aber nur für die Spannung die am Kondensator anliegt.

Zitat:
Da Strom und Spannung der Quelle in Phase sind


Hier musst du acht geben. Soweit ich es aus deinem Beispiel herausgelesen habe, sollen Ohmscher Widerstand und Kondensator in Serie geschalten sein.
Nach den Kirchhoffschen Gesetzen gilt aber, dass der Strom durch die beiden Widerstände der gleiche sein muss UND dass die Summe der am Ohmschen Widerstand und am Kondensator abfallenden Spannungen gleich der Quellenspannung sein muss.

Also mathematisch formuliert:



und



Da am ohmschen Widerstand Strom und Spannung in Phase sind und am Kondensator die Spannung um 90° verschoben, ergibt sich für die Quellenspannung nun ebenfalls eine Phasenverschiebung gegenüber dem Strom. (Stichwort Leistungsfaktor)
PhyMaLehrer



Anmeldungsdatum: 17.10.2010
Beiträge: 1085
Wohnort: Leipzig

Beitrag PhyMaLehrer Verfasst am: 25. Jul 2012 07:29    Titel: Antworten mit Zitat

Im Bild schwankt die Spannung am Kondensator nur zwischen Null und einem Höchstwert. Tatsächlich kehrt sich die Polarität aber um, d. h. die Spannung wird auch negativ!
Acacia
Gast





Beitrag Acacia Verfasst am: 29. Jul 2012 10:41    Titel: Antworten mit Zitat

PhyMaLehrer hat Folgendes geschrieben:
Im Bild schwankt die Spannung am Kondensator nur zwischen Null und einem Höchstwert. Tatsächlich kehrt sich die Polarität aber um, d. h. die Spannung wird auch negativ!


Aber wieso schwankt die Spannung? wenn ich zum Zeitpunkt null den Strom wie in Skizze absetzte, dann muss die Kondensatorspannung doch auch wie in der Skizze immer positiv sein. Ich verstehe nicht, wieso die Spannung negativ wird, was in allen Lehrbüchern steht.

Gruß Acacia
PhyMaLehrer



Anmeldungsdatum: 17.10.2010
Beiträge: 1085
Wohnort: Leipzig

Beitrag PhyMaLehrer Verfasst am: 29. Jul 2012 13:07    Titel: Antworten mit Zitat

"Negative Spannung" heißt doch nur, daß die Spannung die Polarität ändert. Und mal abgesehen von der Phasenverschiebung am Kondensator: Wenn die angelegte Spannung ihre Polarität ändert, muß die Spannung am Kondensator dies doch auch tun, oder? grübelnd
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