Kondensator an Gleichspannung
Einleitung
Im Folgenden soll das Verhalten eines Kondensators analysiert werden, wenn man diesen in eine elektrische Schaltung verbaut. Konkreter gesagt geht um das Verhalten eines Kondensators an Gleichspannung.
Anders als beim ohmschen Widerstand sind beim Kondensator die Parameter, Strom Spannung, nicht zu jedem Zeitpunkt dieselben.
Die Parameter sind also zeitabhängig.
Laden
Laden
Teilt sich auf
Entladen
Bleibt gleich
Entladen
Kurz erklärt
Zunächst wird der Kondensator an eine Gleichspannungsquelle geschlossen.
Dadurch lädt sich zunächst der Kondensator auf bis er quasi vollgeladen ist. Trennt man den Kondensator von der Quelle passiert nichts. Der Kondensator bleibt geladen ähnlich wie ein Akku den man auflädt. Erst wenn ein Verbraucher angeschlossen wird entlädt sich der Kondensator wieder.
Zusammengefasst haben wir also beim Kondensator den Ladevorgang und den Entladevorgang.
Besonders interessant wird es wenn man während dessen den Strom und die Spannung beobachtet.
Ladevorgang
Schließt man den „leeren“ Kondensator an die Gleichspannungsquelle an, verhält sich dieser zunächst wie ein Kurzschluss (es fließt ein sehr hoher Strom)
⇨ Kurzschluss
Nach kurzer Zeit aber ist der Kondensator geladen und der Strom sinkt auf 0A ab.
Dabei verhält sich der Kondensator wie eine unterbrochene Leitung.
⇨ Unterbrochene Leitung
Der Spannungsabfall über dem Kondensator verhält sich genau entgegengesetzt. Anfangs ist dieser verschwindend gering, wie eben bei einem Kurzschluss, und nimmt dann immer mehr zu bis er wie eine unterbrochene Leitung wirkt.
Da sich der Kondensator anfangs wie ein Kurzschluss verhält wird ein Vorwiderstand benötigt.
Schritt für Schritt
→ Schritt 1
→ Schritt 2
Entladevorgang
Beim Entladen läuft das gleiche Prozedere andersrum ab. Aus dem Kondensator heraus, durch den Verbraucher, fließt zu Beginn ein sehr hoher Strom, welcher dann immer mehr absinkt bis der Kondensator dann leer ist.
Zu beachten ist die Richtung des Stromes. Bei einer Entladung fließt der Strom nämlich anders rum, als geladen wurde wieder heraus.
Die Spannung ist anfangs hoch, da der Kondensator wie erklärt vollgeladen, einer Leitungsunterbrechung entspricht. Die Spannung nimmt dann aber immer mehr ab.
Zusammenfassung
Zusammenfassend kann man sagen das der Kondensator an einer Gleichspannungsquelle kurz Strom fließen lässt und dann den Stromkreis blockiert. Erst wenn die Quelle entfernt wird ändert sich dies. Bei einer Wechselspannung ändert sich jedoch bekanntlicherweise ständig das Potential. Daher verhält sich der Kondensator bei Wechselspannung anders.