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Ingenieurwesen » Elektrotechnik » Spannung an einem über einen Widerstand geladenen Kondensator: Warum bis 3,5V?
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Universität/Hochschule Spannung an einem über einen Widerstand geladenen Kondensator: Warum bis 3,5V?
la101
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Dabei seit: 03.02.2018
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2019-11-08 23:11


Hallo,

wir sollten die Spannung an einem Kondensator über einen Ohmschen Widerstand messen und Wertepaare für Aufladezeit und Spannung am Kondensator ermitteln.

Diese Messungen sollen durchgeführt werden bis wir für die Spannung am Kondensator mindestens  3,5 Volt messen.

Jetzt sollen wir begründen, warum wir bis zu dieser Spannung messen sollen. Kann mir jemand mit dieser Begründung helfen?



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wladimir_1989
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Aus: Freiburg
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2019-11-08 23:20


Hallo la101,

wenn ich dich richtig verstehe, habt ihr in regelmäßigen Zeitabständen die Spannung am Kondensator gemessen, bis sie 3,5 V erreicht hat? Falls dem so ist, ist 3,5 V vermutlich die Spannung, die von der Spannungsquelle bereitgestellt wird. Das ist dann natürlich auch die Spannung, die am Kondensator maximal anliegen kann.


lg Wladimir



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rlk
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Dabei seit: 16.03.2007
Mitteilungen: 10567
Aus: Wien
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, eingetragen 2019-11-08 23:21


Hallo la101,
kannst Du den Aufbau des Experiments genauer beschreiben? Wie groß war die Spannung der Quelle, mit der ihr den Kondensator aufgeladen habt?

Servus,
Roland

[Die Antwort wurde vor Beitrag No.1 begonnen.]

[Verschoben aus Forum 'Technische Informatik' in Forum 'Elektrotechnik' von rlk]



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la101
Junior Letzter Besuch: in der letzten Woche
Dabei seit: 03.02.2018
Mitteilungen: 11
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, vom Themenstarter, eingetragen 2019-11-09 18:17


Hier ist der Aufbau der Schaltung:



Und wie wladimir_1989 schon richtig vermutet hat: Wir mussten in regelmäßigen Zeitabständen (10s) die Spannung am Kondensator ablesen und notieren, bis wir mindestens  3,5 Volt messen. Dadurch hatten wir Wertepaare für Aufladezeit und Spannung am Kondensator, mit denen wir eine Aufladekurve des Kondensators zeichnen sollten.

Die Spannungsversorgung sollte auf den maximalen Wert eingestellt werden. In diesem Fall ist es etwas mehr als 5V. (5,3V - 5,6V).

Und wir sollen also jetzt Begründen, warum wir ausgerechnet  mindestens bis zu dieser Spannung (3,5V) messen sollen.

Hat das irgendwas mit der e-Funktion der Aufladung eines Kondensators und der Halbwertzeit zu tun? Wenn ja welcher Zusammenhang besteht?



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Caban
Senior Letzter Besuch: in der letzten Woche
Dabei seit: 06.09.2018
Mitteilungen: 563
Aus: Brennpunkt einer Parabel
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, eingetragen 2019-11-09 19:04


Hallo

Jetzt kannst du das mit regression lösen, deswegen braucht st du nicht bis zur Obergrenze gehen, so ist das gemeint denke ich.

Gruß Caban



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la101
Junior Letzter Besuch: in der letzten Woche
Dabei seit: 03.02.2018
Mitteilungen: 11
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, vom Themenstarter, eingetragen 2019-11-10 20:51


2019-11-09 19:04 - Caban in Beitrag No. 4 schreibt:
Hallo

Jetzt kannst du das mit regression lösen, deswegen braucht st du nicht bis zur Obergrenze gehen, so ist das gemeint denke ich.

Gruß Caban


Kannst du ein Beispiel geben?



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Caban
Senior Letzter Besuch: in der letzten Woche
Dabei seit: 06.09.2018
Mitteilungen: 563
Aus: Brennpunkt einer Parabel
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.6, eingetragen 2019-11-10 22:39


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Gruß Caban



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Berufspenner
Senior Letzter Besuch: in der letzten Woche
Dabei seit: 13.11.2003
Mitteilungen: 3221
Aus: Hamburg, z.Zt. Hannover
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.7, eingetragen 2019-11-11 13:37


Moin

Meiner Meinung nach ist in dem gesamten Thread bisher noch keine physikalische Begründung für die Messung genannt worden. Der Widerstand R und der Kondensator mit der Kapazität C bilden ein RC-Glied. Das Produkt aus R un C hat die Dimension Zeit: <math>\tau = R\cdot C</math>. Dabei ist <math>\tau</math> die Zeitkonstante des RC-Glieds. Wie du sicher schon gelernt hast, gilt für die Spannung am Kondensator beim Aufladen <math>U_C(t) = U_0 \cdot (1 - e^{-t/R\cdot C})</math>, wobei <math>U_0</math> die Spannung der Spannungsquelle ist. Wie ihr leicht nachprüfen könnt, ist nach einer Zeit <math>t = 1\cdot \tau</math> der Kondensator zu ca. 63,6% und nach <math>t = 5\cdot \tau</math> zu etwa 99,3% geladen. Um also aus euren Messpunkten die Zeitkonstante ableiten zu können, müsst ihr mindestens über die Dauer der Zeitkonstante messen. Natürlich kennt ihr die Zeitkonstante nicht, wenn ihr die Messung noch durchführt. Aber ihr könnt mit der Formel der Kondensatorspannung (siehe oben) angeben, welche Spannung der Kondensator aufgebaut haben muss nach der Zeit <math>\tau</math>. Wenn die Spannungsquelle etwa 5,6V liefert, dann ist bei einer Kondensatorspannung von <math>U_c(t) = 5,6V \cdot (1 - e^{-1}) \approx 5,6V \cdot 0,636 \approx  3,54V</math> genau die Zeit <math>\tau</math> vergangen.


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Grenzen sind zum Überwinden da



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