Änderung der Stromstärke mit Widerstand berechnen?

Let's hit off everybody, later days👋

Es geht mal wieder um unseren beliebten Kondensator. Leider bezieht sich unsere Frage auf die allerletzte Teilaufgabe d), so daß ich zum Verständnis nochmal die komplette Aufgabenstellung posten muss.

Ein Kondensator mit 10 µF wird auf eine Spannung von 150 V aufgeladen.

a) Welche Energie E ist im elektrischen Feld des Kondensators gespeichert? Welche Ladung Q befindet sich an den Kondensatorplatten?

b) Wie groß mussten die Flächen der Platten des Plattenkondensators sein, wenn sie einen Abstand von d = 5 mm besitzen?

c) Nun wird der aufgeladene Kondensator uber einen Widerstand ¨ R entladen. Wie groß ist der Widerstand R, wenn die Spannung U innerhalb von t = 8 ms auf 30 % absinkt?

d) Auf welchen Wert ist die Stromst¨arke I innerhalb dieser 8 ms abgesunken?

a) haben wir schon gelöst. ist E = 1/2 C * U² = 1/2 * (10*10^-6 F) * (150 V²) = 0,1125 J. Die Ladung ist Q = C * U = 10 * 10^-6 F * 150 V = 1,5 * 10^-3 C.

bei der b) ist die Fläche (C*d)/ε0 = 5649,72 m²

jetzt zur c) die Spannung wird mit der Formel für Entladung am Kondensator berechnet . Also U (t) = U_0 * e^(-t/RC), wobei U(t) = 0,3 U0 ist. Dann die ganze Schose nach R umgestellt ist R = -t/ln(0,3)C = 664,46 Ohm.

So jetzt zur gesuchten d). Wir haben uns überlegt die Formel für die Entladung am Kondensator zu verwenden, diesmal für den Strom

So, jetzt aber das Problem'sche. Da steht ja I (t) = I0 * e^(-t/RC).

Wir haben jetzt nur für R das R berechnet nach der Senkung auf 8ms, nämlich 664,46 Ohm (siehe Aufgabenteil c). Das können wir ja jetzt schlecht in die Formel für I(t) einsetzen. 664,46 Ohm ist ja der WIderstand nach 8ms. Die Formel spielt aber zu Beginn der Geschichte, also als die Spannung noch nicht abgesunken war.

Anderseits ist ja jetzt auch kein R anderes R gegeben. WIr haben jetzt einfach mal für t = 0,008 s und für C = 10 µF aus der Aufgabenstellung eingesetzt und an Ermangelung an Alternative für R= 664,46 Ohm.

Dann steht da I (t) = I0 * e^(-t/RC). = I (0,008) = I0 * e^(-0,008/664,46 Ohm*10*10-6 F). Rechnet man I0 * e^(-0,008/664,46 Ohm*10*10-6 F aus, steht dort exakt. 0,3 * I0 Ist dann aber noch das große Fragezeichen mit dem I0.

Eine Kommilitonin kam auf die Idee jetzt nach I0 aufzulösen, aber dann verschwindet das I(t)

Demnach wäre I (0,008s) = I0 * e^(-0,008/664,46 Ohm*10*10-6 F). Da e^(-0,008/664,46 Ohm*10*10-6 F) genau 0,3 entspricht würde dann stehen

I (0,008 s) =I0 * 0,3

Sie rechnet jetzt aber 0,3 = e^(....) * I0. Da aber die e-Funktion 0,3 ist, würde das heißen 0,3 = I0 * 0,3 und das ist Quatsch.

Eien andere Möglichkeint wäre I durch U/R zu ersetzen.

Also U/R * e^(-0,008/664,46 Ohm*10*10-6 F)

Dann wäre I (0,008) = 150 V / 664,46 Ohm * e^(-0,008/664,46 Ohm*10*10-6 F) = 0,06 A.

Da ist aber wieder das Problem dass wir ja das R verwenden nach 8 ms, was es zum Zeitpunkt I0 ja noch gar nicht gab.

Was stimmt denn nun?

Bild zum Beitrag
I0 = 0,3/e^-(0,008/664,46 Ohm*10*10-6 F) = 50811,56 A 50%
Was ganz anderes... 50%
I(t) = I0 * e^(-0,008/664,46 Ohm*10*10-6 F) => I (t) = 0,3 * I(0) 0%
I(t) = U/(66,46 Ohm) * e^(-0,008/664,46 Ohm*10*10-6 F) 0%
Strom, Energie, Uri, Elektrotechnik, Spannung, Elektrizität, Kondensator, Physiker, Widerstand, elektrisches Feld
Strom Ah und A Zusammenhang?

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><semantics><mrow><mtext>Leistung&nbsp;(Watt)</mtext><mo>=</mo><mtext>Spannung&nbsp;(Volt)</mtext><mo>×</mo><mrow><mo fence="true">(</mo><mfrac><mtext>Strom&nbsp;(mAh)</mtext><mn>1000</mn></mfrac><mo fence="true">)</mo></mrow></mrow><annotation encoding="application/x-tex">\text{Leistung (Watt)} = \text{Spannung (Volt)} \times \left(\frac{\text{Strom (mAh)}}{1000}\right)

</annotation></semantics></math>

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><semantics><mrow><mtext>Strom</mtext><mo stretchy="false">(</mo><mi>A</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mfrac><mrow><mtext>Leistung</mtext><mo stretchy="false">(</mo><mi>W</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mtext>Spannung</mtext><mo stretchy="false">(</mo><mi>V</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mfrac></mrow><annotation encoding="application/x-tex">\text{Strom} (A) = \frac{\text{Leistung} (W)}{\text{Spannung} (V)}

</annotation></semantics></math>

________________________________________________________________

Leistung(Watt)=Spannung(Volt)*(Strom(mAh)/1000)

Amper=Leistung(W)/Spannung(V)

Frage:

Welche dieser Beiden Aussagen ist Falsch?:

A: (Gegeben ist ein Akku mit 8AH und 20V) 8Ah*20=160Watt = 160Watt/20=8Amper maximale Leistung

(Gegeben ist ein Akku mit 4AH und 20V) 4Ah*20=80Watt = 80Watt/20=4Amper maximale Leistung

Schlussfolgerung je mehr Ah (bei gleichem V) desto mehr A möglich.

B: die Ah-Zahl sagt nichts, über die maximale Stromstärke, die der Akku auf einmal liefern kann, aus.

Strom, amper
Nach Potenz einer e-Funktion auflösen?

Moinsen👋

ausgerechnet an der Auflösung einer simplen e-Funktion scheiden sich momentan die Geister. Es geht um foglende Funktion

Das ist die Formel für die Entladung am Kondensator. Dieser wird über den WIderstand R entladen. Gesucht ist jetzt eben jener WIderstand R, wenn die Spannung U innerhalb von t = 8ms auf 30 % absinkt. Der Kondensator selbst hat 10 µ F und wird auf eine Spannung von 150 V aufgeladen.

So, dann ist U(t) = 0,3 U0

C ist 10µF

t ist 8ms = 0,008 s

Jetzt nur noch nach dem R auflösen. Und da hapert's gerade gewaltig!

Ich hätte jetzt gesagt

U(t) = U0 * e(-t/RC)

0,3 U0 = U0 * e^(-0,008/RC)

Logarithmieren auf beiden Seiten

ln (0,3) = (-0,008)/RC.

Dann R auf die andere Seite bringen

R * ln (0,3) = (-0,008)/C

und durch ln (0,3) teilen

R = 0,008/ (ln(0,3)*C)

Jetzt noch für C = 10 µF einsetzen.

Macht nach Adam Riese und Eva Zwerg: -664,4668 Ohm.

Kurz nachgeprüft mit dem Onlinerechner. Der hat diesselbe Schose raus

(steht halt nur R(C) statt R, aber läuft ja aufs Gleiche hinaus).

So, jetzt kommt die Crux. Eine Kommilitonin hat die Aufgabe nachgerechnet und kommt auf ein völlig anderes Ergebnis.

Für diejenigen, die das Bild nicht lesen können: Die Gute verwendet die Zeitkonstante für einen RC-Kreis im Widerstandkondensator τ = R*C

Dementsprechend eingesetzt ist 0,3 = e^(-t/ τ)

Den ganzen Spaß dann logarithmiert ergibt

ln(0,3) = -t/ τ

Jetzt nach τ auflösen => τ = -t/ln(0,3)

eingesetzt ist das dann -0,008/ln(0,3) = 0,01535 bei ihr. (Ich komme auf -6,64*10^-3).

Ferner rechnet sie dann τ = R*C => R = τ/C = 0,01535/10 µF = 1530 Ohm.

Je suis completement verwirrte.

Wer hat denn jetzt Recht? Kann doch nicht sein, daß es an so etwas einfachem wie 'ne E-Funktion umformen scheitert.

Mit freundlichen Grüßen,

Florian Sachsen-Anhalt
(Name geändert)

Bild zum Beitrag
Mathematik, Strom, rechnen, Funktion, e-Funktion, Exponentialfunktion, Formel, Gleichungen, höhere Mathematik, Kondensator, Mathematiker, Physik, auflösen, Funktionsgleichung, Analysis
Neues Ceranfeld FI fliegt raus bei einer Platte?

Hallo erstmal. Gestern ist was sehr doofes passiert. Wir sind grade dabei, Photovoltaik zu verkabeln und den Stromkasten zu tauschen. Mein Schwiegervater (der sich Nüsse auskennt mit allem) kam auf die glorreiche Idee, an den Hauptleitungen rumzubasteln 🤦‍♀️ (abgesehen davon was hätte noch passieren können, sehr dumm) jedenfalls war dann der Strom kurz weg, als er wieder da war, hat mein Ceranfeld in der Küche etwas geraucht und es stank abartig nach verschmortem Kabel. Alles andere im Haus funktioniert ohne Probleme. (Wir haben hier 2 Wohneinheiten, einen Sicherungskasten aber 2 FI Schalter, einer unten einer oben und die Sicherungen oben sind extra geschalten und die unten extra) Es ist nicht mehr passiert Gottseidank aber das ceranfeld ist natürlich hinüber (keine 2 Jahre alt, hätte man sich sparen können). Heute gleich ein neues besorgt, angeschlossen, (an den Kabeln war nix)… es funktioniert nicht so wie es soll! Die rechten Platten vorne und hinten kann ich normal nutzen, linke Platte vorne kann man anschalten, aber sie wird nicht heiß und die hintere linke Platte da fliegt sofort der FI raus. Was ist das? unter der Kochplatte steht der Backofen, der auch problemlos funktioniert. Also es ist ein autarkes Kochfeld.
unsere Vermutungen:

-Platte kaputt? Also die Elektronik?

-die Kabel in der Wand haben was abbekommen?

-falsch verkabelt?

die Frage ist auch, kann ich die Platten die funktionieren nutzen ohne Probleme? Bzw den Backofen (muss bis Freitag ne Torte fertig bekommen 😫) passiert da was wenn zb gekocht wird? Kann schon nicht schlafen wegen dem Mist! 😖

Strom, Ceranfeld, Elektrik, Sicherung, Elektrizität
Wie berechne ich die maximale Leistung für einen Kabelquerschnitt für meine Mini-PV/XXL-Balkonkraftwerk?

Ich habe vor mir eine mini PV-Anlage als Erweiterung auf mein Garagendach (Flachdach) zu setzen. Dabei habe ich an einen HM-1500 Wechselrichter gedacht, da Platz für 4 Module wäre. Vom Garagendach bis ins Haus in den Keller habe ich etwa 10-12m Kabelweg. Dort liegt dann eine "tote" einzeln abgesicherte Steckdose an der früher mal eine Waschmaschine angeschlossen war. Diese würde ich gerne entfernen und das Kabel nutzen um die PV-Anlage mit meiner Unterverteilung zu verbinden. Allerdings hat das Kabel ab dort nochmal geschätzt 15 Meter (je nachdem wie das nach oben ins 1. OG verlegt wurde).

Jetzt das Problem: Die Steckdose ist über ein 3x1,5mm² Kabel mit der Unterverteilung verbunden.

Ich hätte also einen Kabelweg von ca. 25-30m und maximal 1500W die durch fließen, allerdings nur ein 3x1,5mm² Kabel, würde das funktionieren? Einige Onlinerechner sagen man solle 3x2,5mm² nehmen, ich habe jedoch keine andere Möglichkeit ohne enormen Aufwand ein solches Kabel nach oben zu legen. Würde das dennoch funktionieren? Andere Verbraucher hängen nicht an dem Stromkreis, wäre also wirklich nur diese Mini-PV.

Würde es ansonsten helfen, den Außenteil, der bis zu der "alten" Leitung neu gemacht wird mit 3x2,5mm² zu verkabeln und innen für die letzten 10-15m auf die 3x1,5mm² zu gehen oder macht das keinen Unterschied?

Zudem ggf. noch die Leitung mit 10A absichern statt wie bisher mit 16A?

Strom, Energie, Elektrik, Kabel, Elektriker, Photovoltaik, Solaranlage, Kabelquerschnitt, Balkonkraftwerk
Mit Klimaanlage heizen?

Macht es Sinn mit Klimaanlagen auf WP Technik zu heizen?

Einfamilienhaus mit Einliegerwohnung 70er Jahre Dämmung, Pelletheizung (neu), Solaranlage aktuell 13,5 KW / PEAK wird erweitert auf bis zu 30 KW Peak + Stromspeicher.

Da Pellets auch immer teurer wird und man für Stromeinspeisung nicht mehr viel bekommt, macht es Sinn auch mit Strom zu heizen.

Natürlich bekommt man im tiefsten Winter schon wegen dem kurzen Sonnenstand und der schlechteren Ausrichtung der Anlage auf die tiefstehende Sonne nur wenig Ertrag vom Dach.

Aber im Spätherbst und frühen Frühjahr ?

Die Klimaanlage kann heizen und kühlen.

Ferner hat der Wassertank der Heizung eine Heizstab

Ist es nur wenig kalt reicht der Heizstab evt schon aus. Ist es etwas kälter wird in den wichtigsten Räumen die Klimaanlage auf wärmen gestellt. Ist es richtig kalt kommt die Pelletanlage zum Ziel.

Macht das Sinn?

So soll es sich rechnen:

  • Einspeisevergütung für die alte PV heute 130€ künftig wird diese Volleingespeist mit 14,5 cent pro KW/PEAK daher ca. 200€
  • Einspeisevergütung der neuen PV ca. 50 € (7,1cent je KW/Peak)
  • aktuell 130€ Stromkosten künftig nur noch 30 € Ensparung 100€
  • Einsparung Pellet 100€ (1200€ im Jahr)#
  • Einsparung Sprit durch eAuto ca. 200€/Monat

Summe= 650€

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Dashcam Parkmodus mit Powerbank?

Guten Tag, habe mir ein Dashcam https://www.amazon.de/Sprachausgabe-Sprachen-Autokamera-Park%C3%BCberwachung-Nachtsicht-Schwarz/dp/B0B9GR84DB/ref=cm_cr_arp_d_product_top?ie=UTF8 ) zugelegt. Die haben ja meistens keinen eigenen Akku, so auch meine. Für den Parkmodus (Kamera speichert bei Kollision wenn zB. jemand mein Auto beim Ausparken kaschiert), braucht die Kamera also auch eine Stromverbindung.

Mein 12V Anschluss ist während des Parkens jedoch deaktiviert. Hardwiren oder wie das heißt möchte ich nicht, habe Angst das die Autobatterie mir leer gehen könnte. Habe mir also diese Powerbank ( https://www.amazon.de/Powerbank-Anker-Technologie-Energiedichte-kompatibel-Black/dp/B07S829LBX?th=1 ) gekauft und möchte das auf diese Weise verkabeln:

Die Powerbank soll also immer während des Fahrens geladen werden und gibt gleichzeitig auch Strom für die Powerbank. Parke ich dann und schalte das Auto aus, kriegt die Powerbank ja keinen Strom mehr von der Steckdose, die Dashcam wird aber durch den Speicher der Powerbank und den niedrigeren Verbrauch per Akku betrieben. Bis ich wiederkomme und weiterfahre und die Powerbank wieder nur als Mittelmann agiert.

Dann habe ich aber jetzt nochmal nachgedacht und frage mich ob das überhaupt so geht? Wird die Powerbank nicht zu heiß? Wie lange hält das dann überhaupt? Muss ich vielleicht die Powerbank immer extra anschließen, wenn ich irgendwo Parke?

Wäre echt nett wenn sich jemand da besser auskennt als ich 🙏. Theoretisch könnte ich auch auf den Parkmodus verzichten aber schöner wäre es natürlich, wenn ich ihn hätte.

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Diskussionsfrage Brennstoffzellen?

Hallöchen,

ich muss in Chemie (12. Klasse Abitur --> letztes Schuljahr) einen Vortrag über Brennstoffzellen halten. Ich werde hauptsächlich über die PEM-Brennstoffzelle reden und die anderen Arten kurz vorstellen. Ich gehe auf den Einsatz und die Vor- und Nachteile der Brennstoffzellen ein und auch natürlich die chemischen Reaktionen. Ich erzähle auch etwas über die Geschichte (weil viele ja denken, dass es Brennstoffzellen erst vor 5 Jahren gab aber die gab es tatsächlich schon seit dem 19. Jahrhundert).

Ich habe mein Vortrag schon fertig, aber am Ende des Vortrages müssen wir eine Diskussion durchführen. Dafür brauche ich natürlich eine Diskussionsfrage. Aber mir fallen nur "basic" Fragen ein, wie "Wird die Menschheit in Zukunft nur Brennstoffzellen verwenden?". Und bei solchen Fragen kann man nicht viel sagen und es wird halt keine schöne Diskussion.

Deswegen meine Frage: hättet ihr Ideen für Diskussionsfragen, die mit meinem Thema was zu tun haben, und wo man auch eine schöne Diskussion führen kann, wo jeder was sagen kann und die Klasse aktiv mitarbeitet?

Ich freue mich auf Eure Vorschläge.

Danke im Voraus :))))

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