Elektrotechnik
Kondensator
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Kapazität / Ladung
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Die Kondensatorkapazität
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Die Kondensatorkapazität ist abhängig von der Größe
der Platten , ihrem Abstand und dem Dielektrikum .
Je größer die Platten , desto größer die Ladung .
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Die Größe der Platten
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2 Parallel geschaltete Kondensatoren mit je 2 cm
Plattengröße und dem Abstand d=1cm ergeben eine
Gesamtfläche von A1+A2 = Ag = 4cm .
Ein entsprechendes Ersatzschaltbild kann die beiden
Platten als ein Ganzes Darstellen . Hierbei ist der Abstand gleich zu halten (d=1cm) . Aufgrund der gleichen Plattengröße hat der Kondensator die selbe Kapazität .
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Der Abstand der Platten
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Je näher die Platten aneinander sind , desto größer die Kapazität .
Bei gleicher Plattengröße und gleicher Spannung hat der rechte Kondensator die größere Ladung .
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Der Grund für diese Ladungserhöhung , ist die teilweise Kompensation von Ladungsträgern zwischen den Platten .
Daher können mehr Ladungsträger auf die Platten geschoben werden .
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Das Dielektrikum
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Mit einem Dielektrikum kommt es zu einer teilweisen Kompensation von Ladungsträgern . Dadurch sind die Ladungsträger vermehrt in der Lage auf die Platten zu gelangen . Die Kapazität erhöht sich mit Hilfe eines geeigneten Dielektrikums stark . 
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Fazit :
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Es gilt allgemein das Produkt von Kapazität und angelegter Spannung ist Q : Q=C*U
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Die Kapazität (C) ist proportional zur 
Plattenfläche A .
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Die Kapazität (C) ist umgekehrt proportional zum Abstand d der Platten .
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Es ergibt sich unter Berücksichtigung der elektrischen Feldkonstante folgende Formel ..

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.. diese Formel gilt Vakuum und ungefähr für Luft .
Die Kapazität ist ebenso proportional zum
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Dielektrikum . Die Dielektrizitätszahl Er ist
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Einheitenlos und gibt Materialspezifische Werte an .
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Der Zusammenhang zwischen Ladung , Spannung und Kapazität
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Die Ladung Q ist gleich dem Produkt der Kapazität und der Spannung . 
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Beispiel :
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C1 = 50 m F
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C2 = 200 m F
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U1 = 380 V
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U2 = 340 V
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Elementarladung 
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Gesucht :

  • Q1 , Q2
  • Anzahl der gespeicherten Elektronen (n)

  • .
    Lösung :
    .
    a.)

    .
    b.)
    à

    n(Q) hat keine Einheit . Es gibt die Anzahl der Ladungsträger an .

    .
    Die Schaltung von Kondensatoren
    .
    Beispiel :
    .
    .
    C1 = 0,1m F
    .
    C2 = 47 nF
    .
    C3 = 0,01 m F
    .
    U = 10 V
    .
    gesucht :

    Cges , Q1 , Q2 , Q3

    .
    Lösung Cges :
    .

     

    .
    Lösung Q1,2,3 :
    .

    .
    Da die Ladungen in einer Reihenschaltung überall gleich sind , ist Qges = Q1 und Q23 .
    ..
    Q23 ist die Summe aus Q2 und Q3 .

    .

    Autor : Heiko Haedicke
    Copyright : Heiko Haedicke
    Datum : 07.04.99
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