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Kondensatoren

Frage: Kondensatoren
(1 Antwort)

 
Wir haben im Physik Unterricht einen Versuch zum Kondensator gemacht (in Gruppen) und Aufgaben gekriegt, die wir zur Auswertung über die Ferien hin bearbeiten sollen. Bei dem Versuch haben, wir einfach einen Kondensator (in Reihe geschaltet mit einem Widerstand) aufgeladen und danach entladen, und währenddessen in bestimmten Zeitabständen Spannung und Stromstärke gemessen.

Den Großteil der Aufgaben konnte ich auch bearbeiten, nur diese 2 hier verstehe ich nicht.
(7) Sei die Spannung an der Quelle mit U0 bezeichnet. Begründe, weshalb dann gilt:
U0=Uc(t)+Ur(t).
Das kann man ja denke ich damit begründen, dass wir Kondensator und Widerstand in Reihe geschaltet haben.
Zeige damit, dass für den LAdevorgang die folgende Differentialgleichung gilt: Q(mit nem Punkt drüber)+1/(R*C)*Q(t)=U0/R.
Ich weiß noch nicht mal, was eine Differentialgleichung ist. Wir haben im Mathe-LK noch keine Integralrechnung durchgenommen, ich glaube, dass es etwas damit zu tun hat.

(8) Zeige,dass die Funktion Q(t)=Q0(1-e^((-1/(R*C))*t) für die Differentialgleichung unter (7) eine Lösung darstellt. Zeige außerdem durch eine Einheitenbetrachtung die sog. Zeitkonstante Tau = R*C die EInheit s der Zeit hat.
Einheitenbetrachtung: {Tau} = (V/A)*(A*s/V) = s

Ohne (7) kriege ich auch (8) nicht gelöst ;(

Vincent
GAST stellte diese Frage am 06.01.2010 - 11:11


Autor
Beiträge 613
6
Antwort von Franky1971 | 08.01.2010 - 08:39
zu 7)
Maschenregel (Summe aller Spannungen = 0): U0 = Uc(t) + Ur(t)

Q(mit nem Punkt drüber) + Q(t)/(R*C) = U0/R
Durch Überlegung könntest Du auch darauf kommen,
denn das ist die obige Gleichung für den Strom:
i(t) = C * (du/dt) (das enspricht der 1. Ableitung von Q(t))
Q(t) = C * U(t)
U0 = i(t) * R + Q(t)/C
Gleichung durch R teilen:
U0/R = i(t) + Q(t)/(R*C)
U0/R = C * (du/dt) + Q(t)/(R*C)
oder
U0/R = Q`(t) + Q(t)/(R*C)

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