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Forum "SchulPhysik" - Kondensatorschaltungen
Kondensatorschaltungen < SchulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Kondensatorschaltungen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:16 Di 12.01.2010
Autor: sechsenschreiber

Aufgabe
http://img686.imageshack.us/img686/9886/schaltung2.png
Bestimme allgemein:
a) Gesamtkapazität
b) Ladungen auf den einzelnen Kondensatoren
c) Spannungen auf den einzelnen Kondensatoren
d) Gesamtenergie der Schaltung  

Hallo,
Ich bräuchte etwas Hilfe bei dieser Aufgabe. Ich habe a) bereits gelöst, indem ich c2, c4 zu einer Reihenschaltung zusammenfasse, anschließend c3 als Parallelschaltung miteinberechne, und die Gesamtkapazität davon als ein Kondensator in Reihe mit c1 berechne. Dann käme man auf:
[mm] (\bruch{1}{c_{2}} [/mm] + [mm] \bruch{1}{c_{4}})^{-1} [/mm] + [mm] C_{3} [/mm] = [mm] C_{a} [/mm]  Als Teilschaltung dreier Kondensatoren
Cges = [mm] (\bruch{1}{c_{a}} [/mm] + [mm] \bruch{1}{c_{1}})^{-1} [/mm]  Als Gesamtkapazität.
Wie man jetzt weiter die Ladungen und Spannungen berechnet, ist mir nicht klar.
Aufgabe d) ließe sich dann erst mit den Ergebnissen lösen.
Wäre nett, wenn mir jemand erklären könnte, wie man allgemein die verschiedenen Größen in der Schaltung berechnet.
Vielen Dank.

        
Bezug
Kondensatorschaltungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:24 Di 12.01.2010
Autor: fencheltee


> http://img686.imageshack.us/img686/9886/schaltung2.png
>  Bestimme allgemein:
>  a) Gesamtkapazität
>  b) Ladungen auf den einzelnen Kondensatoren
>  c) Spannungen auf den einzelnen Kondensatoren
>  d) Gesamtenergie der Schaltung
> Hallo,
>  Ich bräuchte etwas Hilfe bei dieser Aufgabe. Ich habe a)
> bereits gelöst, indem ich c2, c4 zu einer Reihenschaltung
> zusammenfasse, anschließend c3 als Parallelschaltung
> miteinberechne, und die Gesamtkapazität davon als ein
> Kondensator in Reihe mit c1 berechne. Dann käme man auf:
>  [mm](\bruch{1}{c_{2}}[/mm] + [mm]\bruch{1}{c_{4}})^{-1}[/mm] + [mm]C_{3}[/mm] = [mm]C_{a}[/mm]
>  Als Teilschaltung dreier Kondensatoren
>  Cges = [mm](\bruch{1}{c_{a}}[/mm] + [mm]\bruch{1}{c_{1}})^{-1}[/mm]  Als
> Gesamtkapazität.
>  Wie man jetzt weiter die Ladungen und Spannungen
> berechnet, ist mir nicht klar.
>  Aufgabe d) ließe sich dann erst mit den Ergebnissen
> lösen.
>  Wäre nett, wenn mir jemand erklären könnte, wie man
> allgemein die verschiedenen Größen in der Schaltung
> berechnet.
>  Vielen Dank.

bevor ich nochmal runterrassel, was andere schon niedergeschrieben haben, verweise ich erstmal auf
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1006081.htm und
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1006091.htm

wenn dann noch fragen offen sind, kannst du dich ja melden ;-)

gruß tee

Bezug
                
Bezug
Kondensatorschaltungen: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:12 Di 12.01.2010
Autor: sechsenschreiber

Danke, dieser Satz:
"An der kleinsten Kapazität fällt die größte Spannung ab. An der größten Kapazität fällt die kleinste Spannung ab." hat mir gefehlt.
Ich würde es wie folgt rechnen:
Oben ist bereits die Kapazität [mm] C_{a} [/mm] berechnet. In der Reihenschaltung gilt: [mm] U_{ges} [/mm] = U1 + U2. Daher wäre:
[mm] U_{1} [/mm] = [mm] \bruch{c_{a}}{c_{1}+c_{a}} \* U_{ges} [/mm] und
[mm] U_{a} [/mm] = [mm] \bruch{c_{1}}{c_{1}+c_{a}} \* U_{ges} [/mm]
Da ja die Spannung von [mm] U_{ges} [/mm] sich an diesen Schaltungen aufteilt. So hätten beide Teilschaltungen eine Gesamtspannung von [mm] U_{ges}. [/mm]
[mm] U_{2}, U_{3} [/mm] und [mm] U_{4} [/mm] rechnet man dann ganz ähnlich aus:
Da [mm] C_{3} [/mm] parallel zu [mm] C_{2} [/mm] und [mm] C_{4} [/mm] ist, gilt:
[mm] U_{a} [/mm] = [mm] U_{3} [/mm] = [mm] U_{2,4} [/mm]
[mm] U_{3} [/mm] hat die bereits errechnete Teilspannung [mm] U_{a}. [/mm]
[mm] U_{2} [/mm] und [mm] U_{4} [/mm] teilen diese Spannung wiederum auf.
Die Teilladungen auf jedem Kondensator berechnet man dann mit Q = CU, wobei U die errechnete Teilspannung ist.
Stimmt das soweit, oder war da ein Fehler? Ich bin mir unsicher, ob man am Anfang die Schaltung in zwei Teilschaltungen ändern kann und diese dann als eine Reihenschaltung betrachtet.

Bezug
                        
Bezug
Kondensatorschaltungen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:28 Di 12.01.2010
Autor: fencheltee


> Danke, dieser Satz:
> "An der kleinsten Kapazität fällt die größte Spannung
> ab. An der größten Kapazität fällt die kleinste
> Spannung ab." hat mir gefehlt.
>  Ich würde es wie folgt rechnen:
> Oben ist bereits die Kapazität [mm]C_{a}[/mm] berechnet. In der
> Reihenschaltung gilt: [mm]U_{ges}[/mm] = U1 + U2. Daher wäre:
>  [mm]U_{1}[/mm] = [mm]\bruch{c_{a}}{c_{1}+c_{a}} \* U_{ges}[/mm] und
>  [mm]U_{a}[/mm] = [mm]\bruch{c_{1}}{c_{1}+c_{a}} \* U_{ges}[/mm]
>  Da ja die
> Spannung von [mm]U_{ges}[/mm] sich an diesen Schaltungen aufteilt.

[ok]

> So hätten beide Teilschaltungen eine Gesamtspannung von
> [mm]U_{ges}.[/mm]
>  [mm]U_{2}, U_{3}[/mm] und [mm]U_{4}[/mm] rechnet man dann ganz ähnlich
> aus:
>  Da [mm]C_{3}[/mm] parallel zu [mm]C_{2}[/mm] und [mm]C_{4}[/mm] ist, gilt:
>  [mm]U_{a}[/mm] = [mm]U_{3}[/mm] = [mm]U_{2,4}[/mm]

[ok]

> [mm]U_{3}[/mm] hat die bereits errechnete Teilspannung [mm]U_{a}.[/mm]
> [mm]U_{2}[/mm] und [mm]U_{4}[/mm] teilen diese Spannung wiederum auf.

[ok]

>  Die Teilladungen auf jedem Kondensator berechnet man dann
> mit Q = CU, wobei U die errechnete Teilspannung ist.

[ok]

>  Stimmt das soweit, oder war da ein Fehler? Ich bin mir
> unsicher, ob man am Anfang die Schaltung in zwei
> Teilschaltungen ändern kann und diese dann als eine
> Reihenschaltung betrachtet.

alles legitim!
ist ja quasi wie ein widerstandsnetzwerk (eher schlechtes beispiel, weil dort die spannungsverhältnisse anders sind). dort würdest du ja auch bei einem spannungsteiler o.a. den gesamtstrom berechnen, indem du alle widerstände in eine einfache schaltung umskizzierst (parallelwiderstände zusammenfassen usw.) nichts anderes wird hier ja auch gemacht

gruß tee


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