Warum entlädt sich ein Kondensator am Ende langsamer?
In Physik haben wir ein Experiment mit einem Kondensator durchgeführt. Man konnte feststellen, das sich der Kondensator am Ende langsamer entladen hat als am Anfang. Wir mussten in Zeitabständen die Stromstärke messen und im Diagramm ergab dies einen exponentiellen Verlauf. Meine Fragen sind: 1. Warum ist der Graph exponentiell und 2. Warum entlädt sich der Kondensator am Ende langsamer?
Ich habe natürlich auch schon recherchiert, aber komme nicht so wirklich weiter.. zu 2. findet man zum Beispiel: "Weil seine Spannung anfangs größer ist und dann immer kleiner wird. Je kleiner die Spannung, um so schwächer der Strom, mit dem der Kondensator sich entlädt (Ohmsches Gesetz)." aber in unseren Vorbereitung zum Experiment steht, das die Spannung eine konstant zu haltende Größe ist... kann mir da einer helfen? danke schon mal in voraus für eure Antworten!!! (:
4 Antworten
Q = CU
daraus
I = dQ/dt = C dU/dt
Entlädt sich C über R, so ist U=I*R, also
U = RC dU/dt
Daraus sieht man: die Änderungsgeschwindigkeit der Spannung ist proportional zur Spannung. D.h.: große Spannung--> große Änderungsgeschwindigkeit
Für den Strom gilt das genauso:
I = dQ/dt = C dU/dt = RC dI/dt
Dass die Änderungsrate einer Größe proportional zur Größe selbst ist ist charakteristisch für exponenzielle Vorgänge.
Ein Kondensator hat einen festen Innenwiderstand. Am Anfang liegt eine höhere Spannung an, deswegen fließt auch bei diesem Widerstand eine höherer Strom. Wenn sich nun die Spannung verringert, fließt ein kleinerer Strom, weil der Kondensator immer noch denselben Innenwiderstand hat.
Der Kondensator wirkt als Spannungsquelle, die aber nicht mit Energie nachbeliefert wird. Mit sinkender Spannung sinkt natürlich auch der Strom erheblich, so dass der Entladungsvorgang immer langsamer wird!
Dann habt ihr keinen Entladungsvorgang gemessen, sondern Den Kondensator an eine Spannungsquelle angeschlossen? Das wäre aber was anderes, als du oben beschrieben hast!???
"Verwendete Bauelemente:
- SVG
- Kabel
- Widerstand
- Uhr
- Ampermeter
- Kondensator
- Schalter"
wir haben aber in Zeitabständen die Stromstärke gemessen und die Aufgabe lautete: "Welcher Zusammenhang besteht zwischen Stromstärke und Zeit beim Entladen eines Kondensators über einen ohmschen Widerstand?"
und man konnte wie gesagt sehen, das sie der Kondensator am Ende langsamer entladen hat.
Verstehe ich immer noch nicht. wenn der Kondensator ständig an der Spannungsquelle angeschlossen ist, dann entlädt er sich ja nicht!?
Hallo,
ist die Vorgabe, die Spannung konstant zu halten, denn so gemeint, dass sie während des Entladevorgangs des Kondensators konstant zu halten ist?
Falls die Vorgabe so ist, dann müsste doch während des Entladevorgangs eine zum Kondensator zusätzliche Stromquelle eingesetzt werden. Das hätte dann wenig Sinn, weil beim Entladevorgang diese zweite Stromquelle beim Entladevorgang mit beteiligt wäre und den Entladevorgang des Kondensators überlagert.
Oder ist es so gemeint, dass die Spannung beim Laden des Kondensators konstant zu halten ist? (Das vermute ich ja. Es kommt schon mal vor, dass der Lehrer eine Aufgabe nicht klar verständlich formuliert)
Gruß
ich denke auch das sich das "konstant halten" nur auf den Ladevorgang bezieht.
aber in unseren Vorbereitung zum Experiment steht, das die Spannung eine konstant zu haltende Größe ist...
Da stimmt irgendwas mit den Angaben nicht. Selbstverständlich sinkt die Ladespannung am Kondensator bei zunehmender Entladung.
Man könnte den Entladevorgang vielleicht mit einem wassergefüllten Gefäß vergleichen, welches unten einen Zapfhahn hat: ist das Gefäß voll gefüllt und wird der Hahn geöffnet, schießt anfangs das Wasser in einem kräftigen Strahl heraus, weil der Druck (= die "Spannung")entsprechend groß ist. Je mehr der Pegel im Gefäß sinkt, d.h. je weniger Wasser ("Spannung") im Gefäß ist, umso schwächer wird der Wasserstrahl, bis er letztendlich versiegt.
ich habe noch mal nachgeschaut im Experiment steht: "Konstant zu haltende Größen:
- Ladungsspannung
- ohmscher Widerstand
- Kapazität des Kondensators"
aber vielen dank für deine Antwort! (:
Damit ist wohl die Ladespannung gemeint, mit der der Kondensator geladen wird. Denn beim Entladen sinkt die Spannung am Kondensator, das IST so.
und warum steht in unseren Vorgaben (von Lehrer ausgeteilt), das die Spannung konstant zu halten ist? weil wenn die Spannung sinkt, dann bleibt sie ja nicht konstant.