Kondensator

 


 

Einleitung

Beim Kondensator handelt es sich um ein Bauteil welches kurz gesagt elektrische Ladung speichern kann.

 

 

Schaltzeichen

Ladekennlinie

Entladekennlinie

Formelsammlung

 
 

Aufbau

Der Aufbau eines Kondensator kann

Die einfachste Variante, in Bezug des Verständnisses der Funktion, ist der sogenannte Plattenkondensator.
Beim Plattenkondensator werden

Vereinfacht wird der Kondensator mit 2 Platten, in Form des Plattenkondensators dargestellt.
-> Dielektrikum

 

Erklärung

Der Kondensator beruht auf dem Prinzip der Ladungstrennung.
Das unten gezeigte Bild zeigt einen Stromkreis mit Spannungsquelle, Schalter und Kondensator.
Der Kondensator ist dabei vergrößert, mit den oben erklärten 2 Platten, dargestellt.

 
Im unteren Bild ist Schritt für Schritt erklärt wie sich nun der Kondensator auf Atomarerebene verhält.

 

Schritt 1
Wie bereits in den Grundlagen der Spannungsquelle erklärt verhält sich diese wie folgt:
Der +Pol weist einen Elektronenmangel auf. D.h. er möchte Elektronen zu sich ziehen.
Der -Pol weist einen Elektronenüberschuss auf. D.h. er möchte Elektronen wegdrücken.

-> Spannungsquelle

Durch das Schließen des Schalters wird der Stromkreis geschlossen. Es kann ein Strom fließen.

 
Schritt 2
Wie erklärt zieht der +Pol der Spannungsquelle Elektronen an.
Daher werden die Elektronen von unserer oberen Kondensatorplatte vereinfacht gesagt abgesaugt.
Dadurch besitzt die obere Kondensatorplatte nur noch Protonen, wodurch die Platte positiv geladen ist.

 
Schritt 3
Wie erklärt möchte der -Pol der Spannungsquelle Elektronen möglichst abgeben.
Daher werden die Elektronen vom -Pol auf die untere Kondensatorplatte gedrückt.
Dadurch besitzt die untere Kondensatorplatte einen Elektronenüberschuss (also mehr Elektronen als Protonen). Dies hat zur Folge das die untere Platte negativ geladen ist.

 
Frage
Nun kann natürlich Folgende Frage aufkommen:
Zwischen beiden Kondensatorplatten ist Luft. Das bedeutet an dieser Stelle ist der Stromkreis eigentlich nicht geschlossen. Warum fließt Trotzdem Strom?

Antwort:

 
Ergebnis
Der Kondensator besitzt also eine positive und eine negativ geladene Platte.
Durch diese sogenannte Ladungstrennung entsteht zwischen beiden Platten ein ein Elektrisches Feld.
Denn wir haben in den Grundlagen bereits gelernt das sich Elektronen (-) und Protonen (+) anziehen möchten. Durch die Trennung beider entsteht ein Feld.
-> Elektrisches Feld

 
In dem entstanden elektrischen Feld wird nun Energie gespeichert.

 

Kapazität

Die sogenannte Kapazität gibt vereinfacht gesagt an, wie viel Energie in dem Kondensator gepeichert werden kann.

…(kurz zeigen näher in speziell dafür erstelltem Artikel erklärt)

 

Ladeverhalten

…(kurz zeigen näher in speziell dafür erstelltem Artikel erklärt)

 

Entladeverhalten

…(kurz zeigen näher in speziell dafür erstelltem Artikel erklärt)

 

Schaltung mit Kondensatoren

…(kurz zeigen näher in speziell dafür erstelltem Artikel erklärt)

 

Berechnung

 

Wassermodell

Um die Funktionsweise eines Kondensators besser zu verstehen wird oft als Analogie das sogenannte Wassermodell eingesetzt. Das Wassermodell wird oft als Analogie in der Elektrotechnik eingesetzt.
-> Wassermodell in der Elektrotechnik

Der Kondensator kann man sich hierbei als Wassertank vorstellen.
Im Folgenden wird der Kondensator im elektrische Stromkreis mit dem Wassermodell verglichen.

[img stromkreis] [img Wassermodell]