Tau
Einleitung
Mit Tau ist nicht etwas das oder ein bestimmtes Seil gemeint, sondern vielmehr Tau im Zusammenhang mit dem Kondensator.
Wie wir bereits in den Grundlagen zum Kondensator kennengelernt haben, ist der Kondensator ein Elektrisches Bauteil welcher Energie bzw. Ladung speichern kann.
Ähnlich wie ein Akku wird der Kondensator auch geladen und wieder entladen.
Formelzeichen
Einheit
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Erklärung
Schließt man den Kondensator an eine konstante Gleichspannung an, lädt sich dieser auf.
Dieses Aufladen benötigt eine bestimmte Zeit, welche von verschiedenen Parametern abhängt. Die Form der Ladekurve sieht jedoch immer gleich aus.
Zur Vereinfachung wird die Kennlinie in 5 Schritte bzw. in 5 gleichgroße Zeitabschnitte aufgeteilt. Die Zeit welche jeweils ein solcher Abschnitt benötigt wird als Tau bezeichnet. Nach 5 Tau ist jeder Kondensator also aufgeladen. Da das Entladen theoretisch gleich lange dauert, gilt selbiges auch für das Entladen. Nach 5 Tau ist der Kondensator auch wieder entladen.
Da die Form der Lade- und Entladekurve gesagt immer dieselbe ist, ist auch der Ladezustand nach jedem Schritt bei jedem Kondensator der selbe. Nach 1 Tau ist der Kondensator zu 63% geladen, nach 2Tau zu 86%, nach 3 Tau zu 95%, nach 4 Tau zu 98% und nach 5 Tau zu 99%.
Gleiche Werte gelten auch für das Entladen nur eben anders herum.
1 mal Tau
2 mal Tau
3 mal Tau
4 mal Tau
5 mal Tau
Tau ist also eine Variable ähnlich wie x oder y.
Letztendlich ist Tau eine Zeitangabe in Sekunden. Da jeder Kondensator unterschiedlich lange zum Laden und Entladen braucht, ist auch Tau bei jedem Kondensator unterschiedlich groß.
Berechnung
Wie vielen Sekunden nun Tau entspricht ist abhängig von verschiedenen Parametern.
Hierfür gibt es eine Formel:
𝜏 = R ⋅ C
Beispiel
Ein Kondensator hat die Kapazität von xxx und wird eine Gleichspannung von 5V angeschlossen.
Wie lange dauert die Ladung des Kondensators?
Geg. C=xx U=xx R=xx
Ges. t=
𝜏 = R ⋅ C =
Aufladung nach 5 ⋅ 𝜏
Deshalb: 5 ⋅ xx =
Antwort: Der Kondensator ist nach xx aufgeladen.