Wechselstrom mit Kondensator

[Teckno]

Hi,

Ich bin im Laufe meiner Versuche mit dem Lernpaket wieder auf eine Schaltung gestoßen, die ich wieder nicht ganz nachvollziehen kann. Bei dieser Schaltung leuchtet zunächst keine LED, betätigt man den Schalter leuchtet die grüne LED kurz auf, und in dem Moment in dem der Schalter losgelassen wird, leuchtet auch die rote LED kurz auf. Ich habe auch mal das ganze so versucht, dass ich vor dem betätigen des Tastschalters den negativen Pol der Batterie abgetrennt habe. Das Ergebnis war, dass (logischerweise) nur die grüne LED kurz aufleuchtet. Sobald ich jedoch die Batterie wieder verbinde, leuchtet auch die rote LED kurz auf, was mir nicht ganz schlüssig ist. Meine Erwartung war, dass sich der Kondensator komplett über die grüne LED entlädt, wenn mit der roten kein geschlossener Stromkreis besteht.

LG Teckno

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[Hubert.G]

Wenn du die Batterie abklemmst und dann die Taste betätigst, entlädt sich der Kondensator über die grüne Led, zweites Bild. Wenn du die Batterie wieder anklemmst, dann lädt sich der Kondensator über die rote Led wieder auf, erstes Bild.

[PICture]

Hallp!

@ Teckno

Möglicherweise hilft dir folgendes:

- Leerer Kondensator -> Kurzschluß mit laufend zunehmendem Widerstand (Bild 1)

- Aufgeladener Kondensator -> Spannungsquelle mit unter Last abnehmender Spannung (Bild 2)

[i_make_it]

Die linke Zeichnung zeigt, anhand der roten Linie die durch den Kondensator geht, daß Du den Kondensator anscheinend noch nicht richtig verstanden hast.
Auf das Beispiel mit dem Wasser angewand, stell Dir einen Druckspeicher vor.
Eine verschlossene Dose in der zwei Ballons sind deren Öffnungen beide über Schläuche aus der Dose rausgeführt werden.
Durch die Größe der Dose ist ein bestimmtes Volumen vorgegeben (Kapazität des Kondensators)
Füllt man Wasser in den einen Ballon, fliest es bis der Ballon die ganze Dose ausfüllt (Stromfluß).
Danach passiert nichts mehr.
Schließt man den anderen Schlauch ans Wasser an passiert nichts, wenn dort der Wasserdruck kleiner ist wie auf der Seite des vollen Ballons.
Sinkt auf der Seite des vollen Ballons der Wasserdruck (die Spannung) unter den Druck auf der Seite des leeren Ballons, wird dieser sich füllen und das Wasser aus dem ersten Ballon herausdrücken.

Es kommt also immer nur zum Stromfluß wenn der Kondensator umgeladen wird.
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(Es ist die selbe Schaltung nur anders gezeichnet)

Mess mal die Spannung zwichen Punkt 1 und dem Minuspol der Batterie und zwichen Punkt 2 und dem Minuspol der Batterie.
An Punkt 3 kannst Du mal ein Poti einfügen und beobachten was passiert wenn Du dort den Wiederstand vergrößerst.
Und ebenso an Punkt 4.

Beim Wassermodell stell Dir vor eine Welle kommt vom Schalter runter und hat unten die Wahl nach links und nach rechts.
Nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren wird es überall hinfließen.
Wird aber eine Röhre enger (Wiederstand) kann da weniger Wasser pro Zeiteinheit abfließen, also fließt eben mehr in die andere Richtung, bis kein Wasser mehr nachkommt.

[Teckno]

Die linke Zeichnung zeigt, anhand der roten Linie die durch den Kondensator geht, daß Du den Kondensator anscheinend noch nicht richtig verstanden hast.
Das liegst du vollkommen richtig, ich weiß zwar was der Sinn und Zweck eines Kondensators ist, und auch wie er physikalisch funktioniert, was die Anwendung angeht hänge ich bei Kondensatoren noch in der Leitung. Das Lernpaket, was ich mir geholt habe behandelt das Kapitel Kondensatoren leider nur sehr sehr knapp, die Schaltung die ich oben gepostet habe ist da noch die fortgeschrittenste. In den weiteren Kapiteln kommen Kondensatoren schon noch vor, jedoch liegt der Fokus das auf anderen Bauelementen. Zudem sind die Erklärungen in dem Handbuch oft viel zu kurz gehalten. Dennoch denke ich, dass mein roter Stromkreis nicht falsch ist, sondern dass ich einfach vergessen habe zu erwähnen, dass ich damit nur den Stromfluss für den Aufladeprozess meine ;) .

Deinem wiederholten Vorschlag, ich solle mir ein Multimeter zulegen, werde ich sicher beherzigen, da mir langsam klar wird dass das für Anfänger fast schon unabdingbar ist. Ein Potentiometer habe ich derzeit leider auch nicht, in dem Paket was ich mir geholt habe sind interessanterweise keine Potis enthalten.

Wenn du die Batterie abklemmst und dann die Taste betätigst, entlädt sich der Kondensator über die grüne Led, zweites Bild. Wenn du die Batterie wieder anklemmst, dann lädt sich der Kondensator über die rote Led wieder auf, erstes Bild.

Die Antwort klingt für mich sehr plausibel und würde somit meine Frage beantworten.


- Leerer Kondensator -> Kurzschluß mit laufend zunehmendem Widerstand (Bild 1)

In meinem Handbuch steht auch etwas über einen Kurzschluss, jedoch hier nicht wirklich einen Kurzschluss ausmachen. :confused:

LG Teckno

[i_make_it]

Nö, der rote Stromfluß aus Deiner Zeichnung kommt an einem Kondensator so nicht wirklich zustande.
Vereinfacht für den Augenblick des Umladens kann man das zwar so darstellen, wäre es allgemeingültig, dann müsste die rote LED beim Verbinden mit der Stomquelle eigentlich sofort leuchten.

Geh beim Kondensator mal zurück auf den einfachen Plattenkondensator, da sieht man das am deutlichsten-
Zwei Metallplatten mit einer größe x und einem Abstand y. Dazwichen ist eine Isolierung
(Bei der Leidener Flasche z.B. einfach Luft, bei Drehkonddensatoren Glimmer- oder Kunststoffplättchen).
Es gibt keinen Funkenüberschlag also keinen Stromfluß.

Wie das beim Kondensator funktioniert, wird hier:
http://elektroniktutor.de/grundlagen/efeld.html
unter "Homogenes elektrostatisches Feld" erklärt.
Weil es keine leitende Verbindung gibt, leuchtet die rote LED (Zustand 1) nicht schon auf wenn der Kondensator entladen ist und man die Schaltung mit der Batterie verbindet.

Wird die Schaltung mit der Batterie verbunden, ist der Wiederstand des offenen Schalters unendlich.
Somit wird die positive Seite des Kondensators mit der Batteriespannung verbunden.
Der 1K Wiederstand verzögert das nur minimal da er den Strom begrenzt.
Wird der Schalter Geschlossen wird sein Wiederstand (nahezu) Null. Damit wird die positive "Platte" auf GND gezogen (Innenwiderstand der Batterie und 1K Wiederstand sind größer als der 470Ohm Wiederstand und der Innenwiederstand der LED in Flußrichtung) .
Der Kondensator wird jetzt zur Spannungsquelle für die LEDs (bis er umgeladen ist) Zustand 2.
Wird der Scahlter nun geöffnet, wird sein Wiederstand wieder unendlich und die Positive Platte des Kondensators wir wieder auf Batteriespannung geladen.
Dadurch wird die Ladung auf der negative Kondensatorplatte quasi rausgedrückt (Wassermodell) und Zustand 3 tritt ein, da die Ladung ja zum Minuspol der Batterie abfließen kann.
(Innenwiderstand der Batterie und 1K Wiederstand sind kleiner als der unendliche Widerstand des Schalters).

Was bei Zustand 4 passiert wird hier:
http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/physik/online_material/e_lehre_2/selbstinduktion/vergleich_kond_entladung_selbstinduktion.htm
erklärt, Kannst Du aber schon aus meiner Erläuterung oben ableiten.
Da der Innen wiederstand der Batterei und der 1K Wiederstand ja schopn größer sind, ändert das vergrößern des Wiederstandes durch den unendlichen Wiederstand einer aufgetrennten Leitung nichts am Verhalten.

Das Verhalten bei Zustand 5 ist somit auch klar. Wird der unendliche Wiederstand der aufgetrennten Leitung entfernt, wirkt nur noch der Innenwiderstand der Batterie und der 1K Wiederstand und eine Umladung kann erfolgen.

Zustand 1


Bei dieser Schaltung leuchtet zunächst keine LED


Zustand 2


betätigt man den Schalter leuchtet die grüne LED kurz auf


Zustand 3


in dem Moment in dem der Schalter losgelassen wird, leuchtet auch die rote LED kurz auf.


Zustand 4


vor dem betätigen des Tastschalters den negativen Pol der Batterie abgetrennt habe.
Das Ergebnis war, dass (logischerweise) nur die grüne LED kurz aufleuchtet.


Zustand 5


Sobald ich jedoch die Batterie wieder verbinde, leuchtet auch die rote LED kurz auf,