|
gehe
zu: Wechselstromphysik 4 Kondensator im Wechselstromkreis Vorbemerkungen Nachdem wir schon einmal im Allgemeinen über
die Unterschiede des Verhaltens von Ohmschen
Widerstand, Spule und Kondensator im Wechselstromkreis
zum Gleichstromkreis gesprochen
haben, wollen wir uns in diesem Kapitel speziell dem
Kondensator zuwenden. Wir wissen schon, dass der Kondensator mit
abnehmender Frequenz immer weniger Strom durchlässt, also für sehr
niedrige Frequenzen den Stromkreis sperrt. Je niedriger die
Frequenz, um so weniger Strom kann fließen. Die Impedanz (also der
Widerstand) nimmt zu, je Video –
Messwerte Folgendes Video zeigt eine Messreihe an einem
Kondensator. Es wird die Stromstärke (Effektivwert) in
Abhängigkeit von der Frequenz bestimmt ( Ueff = 5 V)
Anhand des Videos ergibt sich für den
Kondensator ( C = 10 µF) fol- gende Messwerttabelle.
Eine graphische Auswertung ergibt folgendes
Diagramm:
Der Verlauf sieht sehr nach einer Geraden
aus. Dies wollen wir im Theorie:
Herleitung der Formel für die Impedanz Wir gehen von folgender Schaltskizze aus.
Wir können zur Bestimmung von X ähnlich wie
beim Gleichstrom vor- gehen.
In das obige Diagramm ist jetzt der Graph für
Ieff unter der Berücksich- tigung der gefundenen
Formel eingefügt
Man erkennt, dass der Graph nicht ganz mit
den Messwerten überein- stimmt, was wahrscheinlich auf einer nicht
exakten Angabe der Kapa- Bestimmung
einer Kapazität Man kann die Messung der Impedanz dazu
nutzen, die Kapazitäten von Kondensatoren zu bestimmen. Beispiel: Bei einer Spannung von Ueff
= 5 V weist ein Kondensator bei einer Frequenz von f = 400 Hz eine Stromstärke von Ieff = 0,136 A auf (s.o.) Nach obiger Formel gilt: C = 1/ (X ∙ ω) = Ieff / (Ueff
∙ 2 ∙ π ∙ f) = 0,136 A / ( 5
V ∙ 2 ∙ π ∙ 400 Hz) C = 10,8 µF Dies stimmt also sehr gut mit den Vorgaben
bei der Messreihe über- ein, wo ein Kondensator von ca. 10 µF benutzt
wurde. Rechnet man für alle Messwerte die Kapazität
aus, ergibt sich: f = 100 → C = 10,5 µF; f = 200 →C
=10,8 µF; f =1000
→C =10,5 µF; f = 1500 → C = 10,7 µF; f = 2000 →
10,6 µF; f = 3000 → C = 10,6 µF Im Mittel haben wir somit eine Kapazität von
C = 10,6 µF. Wenn wir dies zu Grunde legen, ergibt sich ein
deutlich besseres Diagramm als oben, wo noch 10 µF vorausgesetzt wurden.
In folgendem Video
wird auch noch einmal auf das Verfahren der Be- rechnung der Kapazität über
die Impedanz eingegangen.
Quelle: YouTube
gehe zu: zurück zum
Kapitel (Gleichstromkreis): zu weiteren
Kapiteln der Wechselstromphysik: zurück zur Übersicht „Induktion“ zurück zur Übersicht „Wechselstromphysik“ |
