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Kondensatoren

Frage: Kondensatoren
(2 Antworten)


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Hi,

und zwar hab ich Probleme, diese Aufgabe zu lösen:

Sie haben eine Gleichstromquelle mit einer Spannung von U0 = 230 V zur Verfügung sowie zehn Kondensatoren
mit einer Kapazität von jeweils C0 = 10mF

1.
Sie schalten alle zehn Kondensatoren parallel, legen die Spannung U0 an und laden die Kondensatoren auf.
Welche Gesamtladung Q ist in den Kondensatoren gespeichert und wie groß ist die elektrische Arbeit, die
die Spannungsquelle leisten musste, um die Kondensatoren zu laden?

2. Sie trennen nun die Verbindungen zwischen den aufgeladenen Kondensatoren und der Spannungsquelle und
schalten die die (weiterhin geladenen) Kondensatoren in Reihe. Wie groß ist dann die maximale Spannung
U1, die an der Kondensatorreihenschaltung abgegriffen werden kann?

Sie wollen nun eine Schaltung bauen, bei der drei Kondensatoren mit den Kapazitäten C1 = 2 nF, C2 = 4 nF
und C3 = 6 nF in Reihe geschaltet werden. Die Durchschlagspannung (d.h. die maximale Spannung, mit der
die Kondensatoren belastet werden können, bevor sie beschädigt werden) liegt für alle drei Kondensatoren bei
UD = 4000 V. Können Sie an diese Reihenschaltung eine Spannung von U0 = 11 kV anlegen?
Hinweis: Bestimmen Sie zunächst die maximalen Ladungen, die auf den einzelnen Kondensatoren gespeichert
werden können, sowie die Ersatzkapazität C und die gespeicherte Ladung Q der Kondensatoren in der Reihenschaltung,
wenn Sie die Spannung U0 anlegen.

Vielleicht kann mir jemand helfen bzw. zumindest sagen welche Formeln ich dafür nehmen muss und evtl. beim Umformen helfen, glaube daran liegt mein größtes Problem. Hoffe das mir jemand helfen kann.
Frage von ElfenTraene | am 18.06.2012 - 16:01


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Antwort von v_love | 18.06.2012 - 18:28
1. gesamtkapazität C_ges=10*C_0, gesamtladung Q_ges=C_ges*U_0, el. arbeit: W_el=C²_ges*U_0/2

2. U_1=Q_ges/C0
3. C_ges^-1==1/C1+1/C2+1/C3, Q=C_ges*U0 (=12µC), Q_max_i=U_D*C_i, i aus {1,2,3}, das mit Q vergleichen.

umformen sollte kein problem sein, weil es hier nicht viel umzuformen gibt.


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Antwort von ElfenTraene | 18.06.2012 - 20:30
Danke :-) ich schau gleich mal nach, ob ich alles nachvollziehen kann...

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