Kapazitive Kopplung, Erdschluss Funktion?

Hey Leute,

ich hätte da ein paar Fragen zur kapazitiven Kopplung und dem kapazitiven Erdschluss/Ableitstrom.

1.Wenn Strom durch eine Leitung fließt entsteht ja die kapazitive Kopplung (egal ob Wechsel oder Gleichstrom) und dadurch können der Boden und die Phase als Platten eines Kondensators angesehen werden. Wobei hier die Luft das Dielektrikum ist. Wenn ich jz bei Wechselspannung an den Leiter eines geerdeten Netzes fassen würde, dann würde durch mich der Strom in die Erde und zum Sternpunkt fließen und gleichzeitig ein zusätzlicher kapazitiber Strom zwischen Phase und Erde fließen - also quasi zwei unterschiedliche Ströme.

2. Bei einem ungeerdeten Netz würde ausschließlich dieser kapazitive Strom dauerhaft in entladungsintervallen durch mich fließen zwischen Boden (Platte) und Phase (Platte) und ich bin einfach die leitende Verbindung sodass der "Kondensator" sich entladen kann.

3. Angenommen es wäre Gleichspannung...dann würde zwar eine kapazitive Kopplung auftreten aber kein entladestrom fließen da es keinen Moment gibt an dem sich der "Kondensator" entladen kann. Erst dann, wenn kurzzeitig Spannung von der Phase genommen würde, würde ein kurzer ausgleichsstrom fließen.

Übrigens lassen wir mal Sicherungen etc weg. Sind die Annahmen so richtig ? Bzw. wo bin ich hier falsch in meinen Annahmen ?

Ich freue mich auf die Antworten :)

LG

Elektrik, Spannung, Elektriker, Elektrizität, Kondensator, Physik
[Physik] Plattenkondensator: Dielektrikum?

Guten Tag,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um das Thema perfekt zu verstehen. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen und ausführlichen Antworten.

Die Kapazität eines Kondensators würde sich noch weiter erhöhen, wenn man einen anderen Nichtleiter außer Vakuum zwischen den Platten platziert. Den Nichtleiter nennt man Dielektrikum.

Das habe ich verstanden.

(Als Dielektrikum wird eine elektrisch schwach- oder nichtleitende Substanz bezeichnet, in der die vorhandenen Ladungsträger nicht frei beweglich sind. Ein Dielektrikum kann ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Feststoff sein. [Quelle: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Dielektrikum])

Wenn man ihn zwischen den Platten platzieren würde, würden sich die Elektronen im Dielektrikum so verteilen, dass sie zur positiven Kondensatorplatte zeigen und von der negativen Kondensatorplatte weg.

Das verstehe ich leider noch überhaupt nicht. Denn wie soll es denn innerhalb eines Elektrons auch eine positive Ladung geben? Wie kann es sein, dass sich hier die Elektronen zu kleinen Dipolen entwickeln? Ein Elektron hat doch die Elementarladung -e. Dann kann es doch kein Proton geben? Wie kann es überhaupt Protonen in einem elektrischen Leiter geben? Besteht Strom nicht immer nur aus Elektronen?

Das Dielektrikum leitet also nicht, verschiebt aber durch den Einfluss des elektrischen Feldes seine Ladung asymmetrisch. 

Das verstehe ich leider auch noch nicht. Was versteht man denn unter einer symmetrischen Verschiebung von Ladung und was versteht man unter einer asymmetrischen Verschiebung von Ladung?

Die Moleküle werden dann zu Dipolen mit der gleichen Wirkung wie die gegenüberliegende Platte, wodurch noch mehr Ladung auf dem Kondensator gespeichert werden kann.

Ich verstehe leider, wie bereits oben beschrieben, nicht, wie es bei Elektronen überhaupt zu Dipolen kommen kann. Ich kannte Dipole (Ein Dipol-Molekül ist insgesamt ein elektrisch neutrales Molekül, in dem jedoch Elektronen unsymmetrisch verteilt sind [Quelle: https://www.leifichemie.de/aufbau-der-materie/wechselwirkungen/grundwissen/dipol-molekuele#:~:text=Ein%2520Dipol%252DMolek%C3%BCl%2520ist%2520insgesamt,und%2520der%2520andere%2520negativ%2520ist.]) nur von Magneten und von Chemie.

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[Physik] Elektrizität: Plattenkondensator?

Guten Tag,

leider verstehe ich den folgenden Text noch nicht so gut.

Der Plattenkondensator besteht aus zwei gegenüberliegenden Platten.

Das verstehe ich.

Der Minuspol der Batterie hat einen Elektronenüberschuss, der Pluspol einen Elektronenmangel.
Der Minuspol drückt deshalb die Elektronen weg, der Pluspol zieht sie an.

Das verstehe ich.

Dadurch sammeln sich auf der Kondensatorseite zum Minuspol die Elektronen und auf der Seite des Pluspols die positiven Ladungen,

Das verstehe ich.

weil die Elektronen auf Seite des Pluspols vom Kondensator weg zum Pluspol gezogen werden.

Das verstehe ich leider noch nicht. Das sagt doch genau das Gegenteil, oder nicht? Das sagt, dass die Elektronen zum Pluspol gezogen werden als Begründung dafür, dass sich die Elektronen auf der Kondensatorseite zum Minuspol sammeln.

Zusätzliche Fragen:

  • Im allgemeinen werden doch die Elektronen vom Pluspol angezogen, oder nicht?
  • Aber wieso sammeln sich dann hier die Elektronen am Minuspol?
  • Es können doch am Minuspol nicht immer mehr Elektronen werden, oder? Oder können sich da unendlich Elektronen sammeln? Irgendwann ist doch das Limit an Elektronen erreicht, welche sich am Minuspol sammeln können und alle ankommenden Elektronen passieren den Kondensator ungehindert? (Meine Gedanken dazu) Wie ist es wirklich?
  • Ist die Stromrichtung der Elektronen im Leiter immer von der kürzeren Seite der Spannungsquelle (im eingezeichneten Schaltplan) zur längeren Seite (da wo der Strich länger ist) der Spannungsquelle?
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Entsteht eine Phasenverschiebung beim Strom und Spannung zusammen oder einzeln, bei einer Induktiven- und Kapazitiven Last?

Also ich weiss, dass eine Phasenverschiebung (Reaktanz) bei der Induktiven Last der Strom Phasenverschoben wird und bei einer Kapazitiven Last die Spannung Phasenverschoben wird, wodurch eine Blindleistung ensteht.

Aber ich habe mir darüber bisschen mehr Gedanken gemacht und kam zur Hypothese, dass bei einem Induktiven- oder Kapazitiven Last beide Parameter (Strom und Spannung) Phasenverschoben werden (bei Wechselstrom).

Zum Beispiel, bei einem Stromkreis wo eine E-Spule vorhanden ist und dieser wird mit Wechselstrom betrieben.

Wenn nun dieser Wechselstom durch diese E-Spule fliesst, ensteht eine Induktivität und dadurch ensteht eine Reaktanz beim Strom, aber wenn sich nun die Stromrichtung ändert, kommt es in der E-Spule zu einer Selbstinduktion, dadurch wirkt ein entgegengesetzter Stromfluss, sowohl auch eine Spannung. Dadurch müsste dann doch nicht nur der Strom Phasenverschoben werden, sondern auch die Spannung oder?

Beim Kondensator (Kapazitiven Last) kann man dies genauso anwenden, nach meiner Hypothese.

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Erklärung Blockschaltbild Analoger Kompressor?

Hallo zusammen,

ich habe von meinem Prof dieses Blockschaltbild bekommen und würde dieses gerne im Detail verstehen. Meine Erklärung wäre so (bitte korrigiert mich falls etwas falsch ist): Es handelt sich um einen Feedforward Kompressor, da das Signal vor dem Regelverstärker abgegriffen wird. Um es in eine Gleichspannung umzuwandeln wird dieses durch einen Vollweggleichrichter geleitet. Der Komparator vergleicht den einstellbaren Threshold mit dem gleichgerichteten Signal. Ist das Signal über dem Threshold wird eine positive Spannung erzeugt. Der einstellbare Widerstand nach dem OpAmp ist für die Attack Zeit zuständig und lädt den Kondensator auf. Die Releasezeit wird durch den Widerstand rechts neben dem Kondensator eingestellt. Die beiden Widerstände in Kombination mit dem Kondensator bilden Zeitkonstanten. Dann läuft die Steuerspannung durch einen Logarithmierer und anschließend durch einen Widerstand, der die Ratio bestimmt. Die Steuerspannung steuert die Reduktion, die der VCA vollnimmt.

Meine Fragen:

  1. Ist meine Erklärung korrekt?
  2. Ist es richtig, dass bei einem Kompressor der VCA nur reduziert / nicht verstärkt?
  3. Wozu gibt es den Vollweggleichrichter?
  4. Wie genau funktioniert das mit den Attackzeiten? Kann jemand am Beispiel erklären was mit der Steuerspannung passiert wenn der Releasewiderstand erhöht wird?
  5. Was passiert mit der Steuerspannung wenn die Spannung unter dem Threshold ist?
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[Physik] Geschwindigkeitsfilter bei Ionenstrahlen?

Guten Tag,

ich benötige bei der Aufgabe noch etwas Hilfe, um sie verstehen zu können. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten.

[Hinweis des Lehrers zur Aufgabe:]

Ar^(+) Ionen haben die Ladung 2, Ar^(2+) Ionen die Ladung 2e. Verwenden Sie für die Masse der Argon-Ionen den Wert 39,948 * 10^(-27) kg.
  • Was sind überhaupt Argon Ionen?
  • Wieso ist die Ladung von Ar^(+) Ionen = 2 und nicht e, denn die Ladung von Ar^(2+) Ionen ist ja 2e.

[Hier meine bereits bestehenden Fragen:]

  1. Wie genau würdet ihr eine mögliche Antwort auf die Aufgabe 2.1 „Erklären Sie die Funktionsweise des Geschwindigkeitsfilters.“ formulieren? Mein Vorschlag: In einem Geschwindigkeitsfilter können mithilfe eines elektrischen und eines magnetischen Feldes Elektronen einer bestimmten Geschwindigkeit aus einem Strom von geladenen Teilchen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gewonnen werden.
  2. Aber woran erkenne ich überhaupt, dass es sich hier um Elektronen handelt? Es handelt sich ja um Argon Ionen und das verwirrt mich.
  3. Ich benötige noch viel Hilfe bei dieser ganzen Aufgabe 2 (2.1 und 2.2) 🤯

[Damit ihr mir leichter bei der Aufgabe helfen könnt, schreibe ich euch hier die Aufgaben 2.1 und 2.2 als Text hin, damit ihr den Text als Zitat in eurer Antwort verwenden könnt.]

2.1

Erklären Sie die Funktionsweise des Geschwindigkeitsfilters.

Weisen Sie nach, dass die Ladung und die Masse der Ionen keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit der gefilterten Ionen des Strahls haben.

2.2

Nach Verlassen des Filters bewegt sich der Strahl aus Ar^(+) -Ionen und Ar^(2+) -Ionen durch eine Blende in einem Magnetfeld B2 mit der gleichen Flussdichte B2 = B1 weiter und wird auf einen Detektor abgelenkt, der die Strahlen an zwei Stellen P1 und P2 registriert.

Geben Sie an, welche der Argon-Ionen im Punkt P1 bzw. im Punkt P2 auftreffen.

Begründen Sie Ihre Antwort.

Berechnen Sie die erforderliche Spannung am Kondensator des Geschwindigkeitsfilters, wenn der Auftreffort der Ar^(+) -Ionen von der Blende den Abstand a = 20 mm haben soll.

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[Physik] Richtung des elektrischen Feldes im Kondensator?

Guten Tag,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um die Aufgabe unten vollständig zu verstehen. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten zu meinen Fragen.

  • Die Aufgaben a) und b) habe ich verstanden und bereits gelöst.
  • Die Aufgabe c) ist für mich nicht relevant.
  • Die Aufgabe d) verstehe ich leider noch nicht so gut.
  • Da das Magnetfeld in die Zeichenebene zeigt (Drei-Finger-Regel der linken Hand), werden die Elektronen innerhalb des Kondensators nach unten abgelenkt. Das bedeutet, dass die Lorentzkraft innerhalb des Kondensators nach unten zeigt. Somit muss die Coulombkraft (elektrische Kraft) innerhalb des Kondensators nach oben zeigen. Dies wird erreicht, wenn die untere Platte negativ geladen ist und die obere Platte positiv.
  • Nun bin ich mir aber unsicher, was die Richtung des elektrischen Felds im Kondensator ist, wenn die untere Platte negativ geladen ist und die obere Platte positiv geladen ist.
  • Wie man U (Plattenspannung) berechnet, verstehe ich. Denn die Kondendatorspannung/Plattenspannung ist ja so eingestellt, dass sich die Elektronen im Kondensator unabgelenkt entlang der x-Achse bewegen. Somit muss Fl (Lorentzkraft) = Fc (Coulombkraft) sein.
  • Die Aufgabe e) ist für mich nicht relevant.
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