Physik Elektrodynamik – Kondensatoren
Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Wie ist die Kapazität C definiert? · Wie berechnet man die Kapazität eines P…
Karten
15 KartenWie ist die Kapazität C definiert?
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Kapazität C = Q/U gibt das Verhältnis von gespeicherter Ladung Q zur angelegten Spannung U an, Einheit: Farad (F) = Coulomb pro Volt.
Wie berechnet man die Kapazität eines Plattenkondensators?
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C = ε₀·εᵣ·A/d mit Vakuumpermittivität ε₀, relativer Permittivität εᵣ, Plattenfläche A und Plattenabstand d.
Welche Energie speichert ein geladener Kondensator?
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Elektrische Feldenergie W = ½·C·U² = ½·Q·U = ½·Q²/C, gespeichert im elektrischen Feld zwischen den Platten.
Wie verhalten sich Kapazitäten in Reihenschaltung?
Rückseite
Kehrwert der Gesamtkapazität: 1/C_ges = 1/C₁ + 1/C₂ + …; die Gesamtkapazität ist kleiner als die kleinste Einzelkapazität.
Wie verhalten sich Kapazitäten in Parallelschaltung?
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Gesamtkapazität C_ges = C₁ + C₂ + …; die Gesamtkapazität ist größer als jede Einzelkapazität, Spannung ist an allen gleich.
Was bewirkt ein Dielektrikum zwischen den Platten?
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Dielektrika erhöhen die Kapazität um den Faktor εᵣ, da sich Dipole im Material ausrichten und das elektrische Feld bei gleicher Ladung abschwächen.
Was beschreibt die Zeitkonstante τ bei RC-Schaltungen?
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τ = R·C gibt die Zeit an, bis sich die Spannung beim Laden auf ≈63 % oder beim Entladen auf ≈37 % des Startwerts geändert hat.
Wie lautet die Spannung beim Laden eines Kondensators über Widerstand?
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U(t) = U₀·(1 - e^(-t/RC)) mit Endspannung U₀; der Strom fällt exponentiell ab: I(t) = (U₀/R)·e^(-t/RC).
Was ist der Verschiebungsstrom nach Maxwell?
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I_versch = ε₀·dΦ_E/dt = C·dU/dt; er 'schließt' den Stromkreis durch den Kondensator und macht das Ampèresche Gesetz konsistent.
Wie groß ist der kapazitive Blindwiderstand X_C?
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X_C = 1/(ω·C) = 1/(2πf·C); er fällt mit steigender Frequenz, Kondensatoren leiten Wechselstrom besser als Gleichstrom.
Was kennzeichnet einen Elektrolytkondensator?
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Poliger Kondensator mit sehr hoher Kapazität pro Volumen durch oxidische Dielektrikumsschicht; nur für Gleichspannung mit korrekter Polung nutzbar.
Was bedeutet die Durchbruchspannung eines Kondensators?
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Maximale Spannung, bei der das Dielektrikum nicht durchschlägt; Überschreitung führt zu dauerhaft leitendem Kurzschluss und Bauteilzerstörung.
Welche parasitären Effekte hat ein realer Kondensator?
Rückseite
Äquivalenter Serienwiderstand (ESR) und äquivalente Serieninduktivität (ESL) verursachen Verluste und Resonanzen, begrenzen Hochfrequenzeignung.
Wozu dient ein Glättkondensator in Netzteilen?
Rückseite
Er lädt sich an Spannungsspitzen auf und gibt Energie in Spannungstälern ab, wodurch die Gleichspannungsrippel reduziert wird.
Wie wirkt ein Kondensator als Frequenzweiche (Hochpass)?
Rückseite
In Reihe zum Lastwiderstand: niedrige Frequenzen werden durch hohen X_C blockiert, hohe Frequenzen passieren den niedrigen X_C fast ungedämpft.