Kondensator und Spule Der Kondensator


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1

Kondensator und Spule

Der Kondensator

• Bauelement zur Speicherung elektrischer Energie

Aufbau:

Elektroden (Platten)



Dielektrikum (Isolator)

© Doris Walkowiak 2009

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• 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

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• 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

elektrische Feldkonstante



ε

0

= 8,854 · 10



-12

As/Vm


d

A

C



r

0







Entladekurve eines Kondensators

I

I ≠ konstant



Q = ???

© Doris Walkowiak 2009

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I

t



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

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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



Lenzsches Gesetz: Der Induktionsstrom ist stets so gerichtet, dass er 



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

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Behinderung des Aufbaus des M-



Feldes  Behinderung des 

ursprünglichen Stromes

•  Lampe leuchtet später


2

Selbstinduktion

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Induktivität

• 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

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• 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



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• 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



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I



R



Spule

Spannung eilt dem Strom 

um eine Viertelperiode vor

Phasenverschiebung: 

Die Phasenverschiebung







90

2

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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

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Die Phasenverschiebung ist 



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



)

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Hochstromtrafo



(

Schweißen



)

Folie1




Folie2

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