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__Stephan__

E-Mail

09.09.2010,
20:50
 

Kondensator-Aufgabe (Studium) (Elektronik)

Moin moin zusammen!

Ich habe eine Kondensator-Aufgabe, die eigentlich nicht
schwer zu lösen ist. Ich habe zwei Möglichkeiten
gefunden, diese zu lösen. Aber von vorne:

Es gibt einen Kondensator mit einer Kapazität von 10nF.
Dieser wurde mit einer Stromquelle 10 ms lang mit
konstant 1 mA geladen.

a) Bestimmen Sie die Spannung!

Mit Q = I * t und u = Q / C habe ich als Spannungswert
1.000V errechnet. Soweit nicht schwer.

b) Die beidseitig metallisierte Kunststofffolie im
Kondensator hat eine Fläche von 50 cm² und eine
Dielektrizitätskonstante von 12. Wie groß ist die
Feldstärke in der Kunststofffolie?

Mit d [Plattenabstand] = e0 * er * A / C errechne ich den
Abstand von 53,125 µm.

Mit E = U / l errechne ich eine Feldstärke von
18.823.484,45 V/m ( 1.000V / 53,125µm ). Ist dieser Wert
für eine Feldstärke nicht viel zu hoch? Was meint Ihr?

c) Gespeicherte Energie: w = 0,5 * C * u² macht 5mWs. Ist
auch nicht schwer.

d) Und nun wieder ne Frage: Welcher Widerstand muss an
den gelandenen Kondensator angeschlossen werden, damit
dieser sich innerhalb von 10ms vollständig entleert?

Formel 1: TAU = R * C ( TAU = 2 ms => 5 TAU entsprechen
vollständige Entladung (in der Praxis))

Ergebnis: 200.000 OHM

Formel 2: Über die Leistung: W = 5mWs (sprich 5mW für 1
Sekunde). Der Kondensator kann also auch eine Leistung
von 500mW für 10ms liefern. Ab in die Formel R = U²/P:

Ergebnis: 2.000.000 OHM.

Welcher Widerstand ist denn nun notwendig? Wo ist der
Fehler? Ich hoffe, Ihr könnt mir aus dieser Misere helfen
..

Grüße

Stephan

Altgeselle(R)

E-Mail

09.09.2010,
21:29

@ __Stephan__

Kondensator-Aufgabe (Studium)

» Moin moin zusammen!
»
» Ich habe eine Kondensator-Aufgabe, die eigentlich nicht
» schwer zu lösen ist. Ich habe zwei Möglichkeiten
» gefunden, diese zu lösen. Aber von vorne:
»
» Es gibt einen Kondensator mit einer Kapazität von 10nF.
» Dieser wurde mit einer Stromquelle 10 ms lang mit
» konstant 1 mA geladen.
»
» a) Bestimmen Sie die Spannung!
»
» Mit Q = I * t und u = Q / C habe ich als Spannungswert
» 1.000V errechnet. Soweit nicht schwer.
»
» b) Die beidseitig metallisierte Kunststofffolie im
» Kondensator hat eine Fläche von 50 cm² und eine
» Dielektrizitätskonstante von 12. Wie groß ist die
» Feldstärke in der Kunststofffolie?
»
» Mit d [Plattenabstand] = e0 * er * A / C errechne ich den
» Abstand von 53,125 µm.
»
» Mit E = U / l errechne ich eine Feldstärke von
» 18.823.484,45 V/m ( 1.000V / 53,125µm ). Ist dieser Wert
» für eine Feldstärke nicht viel zu hoch? Was meint Ihr?
»
Der Rechenweg ist ok. Die Zahlenwerte habe ich nicht
nachgerechnet. Eventuell noch mal überprüfen ob alle Werte
in Grundeinheiten (m, V, s) eingesetzt wurden.
» c) Gespeicherte Energie: w = 0,5 * C * u² macht 5mWs. Ist
» auch nicht schwer.
»
» d) Und nun wieder ne Frage: Welcher Widerstand muss an
» den gelandenen Kondensator angeschlossen werden, damit
» dieser sich innerhalb von 10ms vollständig entleert?
»
» Formel 1: TAU = R * C ( TAU = 2 ms => 5 TAU entsprechen
» vollständige Entladung (in der Praxis))
»
» Ergebnis: 200.000 OHM
ok.
»
» Formel 2: Über die Leistung: W = 5mWs (sprich 5mW für 1
» Sekunde). Der Kondensator kann also auch eine Leistung
» von 500mW für 10ms liefern. Ab in die Formel R = U²/P:
Das geht so nicht. Wenn der Kondensator über einen Widerstand
entladen wird, ist die Leistungsabgabe über der Zeit nicht
konstant, weil die Spannung am Kondensator nach einer
e-Funktion abfällt.
Grüße
Altgeselle

__Stephan__

E-Mail

09.09.2010,
21:47

@ Altgeselle

Kondensator-Aufgabe (Studium)

Ich habe alle Rechenwege überprüft und sind korrekt. Der Wert für die Feldstärke kommt mir trotzdem ziemlich hoch vor. Ist das normal?

» » Formel 2: Über die Leistung: W = 5mWs (sprich 5mW für 1
» » Sekunde). Der Kondensator kann also auch eine Leistung
» » von 500mW für 10ms liefern. Ab in die Formel R = U²/P:

» Das geht so nicht. Wenn der Kondensator über einen Widerstand
» entladen wird, ist die Leistungsabgabe über der Zeit nicht
» konstant, weil die Spannung am Kondensator nach einer
» e-Funktion abfällt.
» Grüße
» Altgeselle

Handelt es sich hierbei nicht um die mittlere Leistung, die umgesetzt wird? Dann sollte diese Rechnung doch funktionieren..

Grüße

Stephan

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Zürich (Schweiz),
09.09.2010,
22:28

@ __Stephan__

Kondensator-Aufgabe (Studium)

» Mit E = U / l errechne ich eine Feldstärke von
» 18.823.484,45 V/m ( 1.000V / 53,125µm ). Ist dieser Wert
» für eine Feldstärke nicht viel zu hoch? Was meint Ihr?

Wenn man bedenkt, dass es in der Luft bei 1 atu Druck etwa 1mm braucht bei 1000 V für einen Funkendurchschlag, kommt mir das sehr hoch vor. Das dielektrische Material muss mit einer Dicke von nur 0.05mm enorm viel vertragen. Trotzdem, materialwissenschaftlich kann ich das nicht beurteilen.

Aber es gibt es etwas Faszinierendes was die Natur bietet mit dem Nervensystem in uns. Da sind wir mit all unserer Technik einfach nur billige Lausbuben. Die Entwicklungsbiologe schaffte es mit der Entwicklung von Nervenfasern, dass zwischen dem Innenraum der Faser mit einem Kalium-Ionenüberschuss und dem Aussenraum mit Natrium-Ionenüberschuss eine E-Feldstärke von 14 kV/mm dauernd wirkt!
Die E-Feldstärke bei den Aktionspotenzialen ist noch grösser!

Ja richtig gelesen, das Ruhepotential von lumpigen 70 mV erzeugt diese enorme Feldstärke von 14 kV/mm weil die Wanddicke nur etwa 5*10^-6 mm beträgt.

Dazu folgendes Bild von mir...



... aus meinem speziellen Elektronik-Minikurs

"Elektro-Myographie (EMG) eine kleine Einführung"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/emg1.htm

Wünsche Dir und allseits gute Nachtruhe. :sleeping: :ok:

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
http://tinyurl.com/timerbuch
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
http://tinyurl.com/opamp-instrumamp-buch

x y

09.09.2010,
22:39

@ schaerer

Kondensator-Aufgabe (Studium)

» Wenn man bedenkt, dass es in der Luft bei 1 atu Druck etwa 1mm braucht bei
» 1000 V für einen Funkendurchschlag, kommt mir das sehr hoch vor. Das
» dielektrische Material muss mit einer Dicke von nur 0.05mm enorm viel
» vertragen. Trotzdem, materialwissenschaftlich kann ich das nicht
» beurteilen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Durchschlagsfestigkeit

x y

09.09.2010,
22:40

@ __Stephan__

Kondensator-Aufgabe (Studium)

» Handelt es sich hierbei nicht um die mittlere Leistung, die umgesetzt
» wird? Dann sollte diese Rechnung doch funktionieren..

Sinus, Minus und *Integral*, Kaugummi hilft allemal!

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Zürich (Schweiz),
09.09.2010,
22:50

@ x y

Kondensator-Aufgabe (Studium)

» » Wenn man bedenkt, dass es in der Luft bei 1 atu Druck etwa 1mm braucht
» bei
» » 1000 V für einen Funkendurchschlag, kommt mir das sehr hoch vor. Das
» » dielektrische Material muss mit einer Dicke von nur 0.05mm enorm viel
» » vertragen. Trotzdem, materialwissenschaftlich kann ich das nicht
» » beurteilen.
»
» http://de.wikipedia.org/wiki/Durchschlagsfestigkeit

Respekt, diese Werte kannte ich nicht. Vor allem dieses halbe Mega-Volt für Polyethylenterephthalat (PET).

Trotzdem, das schmälert die Evoltionsbiologie der Neuronalen Systeme in keinsterweise, schliesslich musste die Natur mit irgendwelchen Eiweissstrukturen zu recht kommen und dazu kommt, dass es entlang der Axonen und Dentriten auch noch eine immense Anzahl der Ionenpumpen braucht um überhaupt das Ruhe-Membran-Potential (RMP) zu erzeugen und dann in aehnlich grosser Anzahl die vielen Ionenkanäle. Das ist schon etwas sehr Spezielles... ;-)

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
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http://tinyurl.com/opamp-instrumamp-buch

Hubertus von Hohenlohe

FL,
10.09.2010,
08:59

@ x y

Kondensator-Aufgabe (Studium)

� � Handelt es sich hierbei nicht um die mittlere Leistung, die umgesetzt
� � wird? Dann sollte diese Rechnung doch funktionieren..
�
� Sinus, Minus und *Integral*, Kaugummi hilft allemal!

Hallo x y!!

Darf ich dich fragen, was die dummen, hochnäsigen Antworten sollen??!!
Du bist doch derjenige in diesem Forum, der andere immer zurechtweist und manche als sogenannte Trolle bezeichnet.
Was bitte soll dann dieser Eintrag??
Du glaubst wohl du könntest dir alles leisten, weil du ein Hochschulprofessor bist!!

Bitte halte dich auch gefälligst an die Regeln in diesem Forum du hochnäsiger Halodri!!


Freundliche Grüsse Hubertus

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Zürich (Schweiz),
10.09.2010,
09:12

@ Hubertus von Hohenlohe

Not-OT: XY ein Hochschulprof. ?

» Du glaubst wohl du könntest dir alles leisten, weil du ein
» Hochschulprofessor bist!!

Das ist jetzt hier aber etwas ganz Neues oder ich habe in diesem Forum irgendwann mal etwas ganz "Wichtiges" verpasst. Stimmt es wirklich, dass der XY ein HOCHSCHULPROF ist???

Ich wurde auch schon mal fälschlicherweise mit Professer attakiert, das ich dann allerdings gleich mit "ich bin nur ein Brotfresser" richtig gestellt habe. :rotfl:

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
http://tinyurl.com/timerbuch
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http://tinyurl.com/opamp-instrumamp-buch

Hubertus von Hohenlohe

FL,
10.09.2010,
09:30

@ schaerer

Not-OT: XY ein Hochschulprof. ?

� der XY ein HOCHSCHULPROF ist???


Das hat mir ein Arbeitskollege, der "das elko" oft nutzt erzählt! Ich selbst weiss es auch nicht genau.
Doch auch wenn er kein Hochschulprofessor ist, gibt ihm das nicht das Recht, solch dumme Einträge zu machen, wenn er andere ständig wegen ihrer Einträge kritisiert.

x y

10.09.2010,
09:39

@ schaerer

Not-OT: XY ein Hochschulprof. ?

» Stimmt es wirklich, dass
» der XY ein HOCHSCHULPROF ist???

Nö.

Jüwü(R)

E-Mail

Würzburg,
10.09.2010,
09:45

@ Hubertus von Hohenlohe

Hubertus von Hohenlohe

...ist humorlos:-D

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Zürich (Schweiz),
10.09.2010,
09:46

@ Hubertus von Hohenlohe

Not-OT: XY ein Hochschulprof. ?

» � der XY ein HOCHSCHULPROF ist???
»
»
» Das hat mir ein Arbeitskollege, der "das elko" oft nutzt erzählt! Ich
» selbst weiss es auch nicht genau.

Und XY hat soeben Nö gesagt in einem Posting...

» Doch auch wenn er kein Hochschulprofessor ist, gibt ihm das nicht das
» Recht, solch dumme Einträge zu machen, wenn er andere ständig wegen
» ihrer Einträge kritisiert.

Da hast Du selbstverständlich recht. Es gibt keine oder kaum dumme Fragen, aber es gibt Unbeholfenheit und solche Azubis kann man auch nett auf die Sprünge helfen. Ich weiss aus eigener Erfahrung, dass sie dafür sehr dankbar sind.

Ein anderes Thema: Wenn Du Umlaute schreibst, kommt was ganz Komisches raus. Jedenfalls sehe ich das so mit meinen SAFARI. Wie ist das bei andern Leser?

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
http://tinyurl.com/timerbuch
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
http://tinyurl.com/opamp-instrumamp-buch

Jüwü(R)

E-Mail

Würzburg,
10.09.2010,
09:51

@ schaerer

Not-OT: XY ein Hochschulprof. ?

»
» Ein anderes Thema: Wenn Du Umlaute schreibst, kommt was ganz Komisches
» raus. Jedenfalls sehe ich das so mit meinen SAFARI. Wie ist das bei andern
» Leser?

genauso.

Elko_Scotty(R)

Homepage E-Mail

10.09.2010,
10:11

@ Jüwü

Not-OT: XY ein Hochschulprof. ?

» »
» » Ein anderes Thema: Wenn Du Umlaute schreibst, kommt was ganz Komisches
» » raus. Jedenfalls sehe ich das so mit meinen SAFARI. Wie ist das bei
» andern
» » Leser?
»
» genauso.
Bei mir auch mit FF

--
Nur wer nichts macht, macht keine Fehler
wer keine Fehler macht, wird befördert.

__Stephan__

E-Mail

10.09.2010,
12:03

@ Elko_Scotty

Not-OT: XY ein Hochschulprof. ?

Na, ok, ich danke den wenigen, die mir hilfreiche Antworten gegeben haben und den vielen, die mich dazu verleiten, bei einer nächten Frage ein anderes, wohl besseres, Forum zu verwenden, weil dieses doch stark zum Ausschweifen neigt..

schau