Kondensator und Spule Der Kondensator
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- Bu sahifa navigatsiya:
- Die Kapazität
- Entladekurve eines Kondensators
- In einer Spule wird eine Spannung induziert, solange sich das von ihr umschlossen M-Feld ändert.
- Selbstinduktion
- Vergleich Gleich-, Wechselstromkreis
- Ohmsches Bauelement
- Transformator
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1 Kondensator und Spule Der Kondensator • Bauelement zur Speicherung elektrischer Energie Aufbau: Elektroden (Platten) Dielektrikum (Isolator) © Doris Walkowiak 2009 2 • Das Dielektrikum verstärkt durch Polarisation die Stärke des elektrischen Feldes. besondere Bauformen: • Elektrolytkondensator (Elko) • Drehkondensator (Drehko) Bilder: Elektronik-Kompendium Die Kapazität Die Kapazität C eines Kondensators gibt an, wie viele elektrische Ladungen er speichern kann. (homogenes Feld) [C] = F Die Kapazität eines Plattenkondensators ist umso größer, U Q C ∆Q = I · ∆t (I = konstant) © Doris Walkowiak 2009 3 • je größer die Plattenoberfläche (A) • je kleiner der Plattenabstand (d) • je besser die Dipolbildung im Dielektrikum (je größer die relative Dielektrizitätszahl ε r ) ε 0 ε 0 = 8,854 · 10 -12 As/Vm
d A C r 0 Entladekurve eines Kondensators I I ≠ konstant Q = ??? © Doris Walkowiak 2009 4 I
Zeitkonstante: = R C Halbwertszeit: T h = ln(2) http://schulen.eduhi.at/riedgym/physik/10/elektrizitaet/kondensator/applet/circuit_rc.htm Spule • Eisenkern, welcher mit Draht umwickelt wird Bilder: wikipedia © Doris Walkowiak 2009 5 Induktionsgesetz: • In einer Spule wird eine Spannung induziert, solange sich das von ihr umschlossen M-Feld ändert. Applet1
; Applet2
• Je schneller die Änderung des M-Feldes erfolgt, desto größer ist der Betrag der Induktiosspannung. (schnellere Bewegung, schnellere Änderung des Stromes der Feldspule) Applet •
der Ursache seiner Entstehung entgegen wirkt. http://www.elektronikinfo.de/strom/spulen.htm Selbstinduktion • In der Spule baut sich beim Einschalten ein M-Feld auf Änderung Induktion einer Spannung Strom • Dieser ist laut Lenz der Ursache seiner Entstehung entgegengerichtet © Doris Walkowiak 2009 6
Feldes Behinderung des ursprünglichen Stromes • Lampe leuchtet später
2 Selbstinduktion © Doris Walkowiak 2009 7
• Die Induktivität L einer Spule gibt an, wie stark diese einer Änderung der Stromstärke entgegenwirkt. • [L] = H (Henry) 1 H = 1 Vs · A -1 • Für eine lange Spule gilt: l A N L rel
2 0 © Doris Walkowiak 2009 8 • Selbstinduktionsspannung: l dt dI L U i Vergleich Gleich-, Wechselstromkreis Ohmsches Bauelement: • R_ = R ~ Spule: • R_ < R ~ S lb ti d kti St t d U h © Doris Walkowiak 2009 9 • Selbstinduktion Strom entgegen der Ursache Kondensator: • R_ >> R ~ • Im Gleichstromkreis nur kurzer Lade- bzw. Entladestrom • Im Wechselstromkreis ständiges Laden und Entladen Ohmsches Bauelement keine Phasenverschiebung ohmscher Widerstand: U R © Doris Walkowiak 2009 10 I R
Spannung eilt dem Strom um eine Viertelperiode vor Phasenverschiebung: Die Phasenverschiebung
90 2 © Doris Walkowiak 2009 11 Die Phasenverschiebung ist unabhängig von der Frequenz und der Amplitude. Ursache:
Induktivität der Spule: lt. Lenz Behinderung des Stromes durch Selbstinduktion induktiver Widerstand: f 2 mit L X L Kondensator Spannung bleibt hinter dem Strom eine Viertelperiode zurück.
Phasenverschiebung: 90 2 © Doris Walkowiak 2009 12 unabhängig von der Frequenz und der Amplitude. Ursache: Kapazität des Kondensators: es fließt ein Ladestrom, der zum Aufladen des Kondensators führt Spannung kapazitiver Widerstand: f 2 mit C 1 X C 3 Transformator • Faradays Versuch • Aufbau und Wirkungsweise • Applet
Anwendungen: H h t
t f ( S h iß ) © Doris Walkowiak 2009 13 • Hochstromtrafo ( Schweißen ) Folie1
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