Guten Abend, Und zwar habe ich folgende zwei Fragen: Frage 1: Was passiert wenn ein Elko mit zb. 25V Spannungsfestigkeit über eine Spannungsquelle mit 100V solange aufgeladen wird, bis der Elko auf 25V geladen ist und man dann abschaltet? Schlägt die Spannung intern im Kondensator direkt beim anlegen der 100V schon durch, was dazu führt das der Elko kaputt geht oder passiert es erst wenn man den Ladevorgang nicht bei 25V abstellt und ihn einfach weiterlädt? Frage 2: Lädt ein Kondensator schneller, wenn man trotz gleicher Leistung der Spannungsquelle mit einer höheren Spannung lädt? Also wenn man zb. statt 12V und 2A mit 24V und 1A den Kondensator auf 12V laden will. (Ich frage wegen dem Verlauf der Spannung am Elko, da sie ja eine e-funktion ist und wenn man 24V anlegt ja schneller bei 12V ist??) Für eine Antwort bedanke ich mich schon mal im voraus ;) Tritium
Marvin B. schrieb: > Was passiert wenn ein Elko mit zb. 25V Spannungsfestigkeit über eine > Spannungsquelle mit 100V solange aufgeladen wird, bis der Elko auf 25V > geladen ist und man dann abschaltet? Dann passiert gar nichts. Aber wehe, es wird nicht abgeschalten. Marvin B. schrieb: > (Ich frage wegen dem Verlauf der Spannung am Elko, da sie ja eine > e-funktion ist und wenn man 24V anlegt ja schneller bei 12V ist??) Dann kannst du das ja schön ausrechnen.
Marvin B. schrieb: > Was passiert wenn ein Elko mit zb. 25V Spannungsfestigkeit über eine > Spannungsquelle mit 100V solange aufgeladen wird, bis der Elko auf 25V > geladen ist und man dann abschaltet? Mir scheint, du hast noch etwas falsch Vorstellungen von den Zeitkonstanten. Was hast du dir denn gedacht, wie schnell du mit dem Abschalten sein könntest. Marvin B. schrieb: > Lädt ein Kondensator schneller, wenn man trotz gleicher Leistung der > Spannungsquelle mit einer höheren Spannung lädt? Für einen Kondensator gilt
1 | Q = C * U |
und bekanntlich gilt außerdem
1 | Q = I * t |
Daraus ergibt sich direkt die Antwort auf deine Frage.
Werner M. schrieb: > Marvin B. schrieb: >> Was passiert wenn ein Elko mit zb. 25V Spannungsfestigkeit über eine >> Spannungsquelle mit 100V solange aufgeladen wird, bis der Elko auf 25V >> geladen ist und man dann abschaltet? > > Mir scheint, du hast noch etwas falsch Vorstellungen von den > Zeitkonstanten. Was hast du dir denn gedacht, wie schnell du mit dem > Abschalten sein könntest. Das sollte doch nur ein Beispiel sein. Natürlich kann man nicht so schnell von Hand abschalten. (Ausser man hat eine sehr hohe Kapazität^^) michael_ schrieb: > Marvin B. schrieb: >> (Ich frage wegen dem Verlauf der Spannung am Elko, da sie ja eine >> e-funktion ist und wenn man 24V anlegt ja schneller bei 12V ist??) > > Dann kannst du das ja schön ausrechnen. Kann man einfach die jeweiligen Werte in folgende Formel einsetzten? ln(1-(Uc/U))*(-C*R)
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Mir scheint, dass du ein Verständnisproblem hast, hinsichtlich Spannung und Strom und Leistung. Wenn ein Kondensator seine Spannung verändert, dann fliesst ein Strom. Je schneller die Spannung sich ändert, umso höher ist der Strom Und deshalb fehlt im ersten Fall die Information: Kann deine 100V Spannungsquelle überhaupt so viel Strom liefern, dass sofort 100V an den Klemmen des Kondensators erscheinen? Abgesehen davon, dass das auf technische Schwierigkeiten stösst, z.B. wegen der Induktivität und des Widerstandes der Zuleitungen, könntest du in diesem Fall ja gar nicht bei 25V abschalten, weildieser Wert nie auftritt. Entweder 0V ioder 100V. Nix dazwischen. Wenn hingegen die Aufladung langsam genug erfolgt, dass du bei 25V abschalten kannst, bekommt der Kondensator die 100V ja nie zu sehen und dann geht er auch nicht kaputt. Allerdings kann ein realer Kondensator beschädigt werden, wenn man das Lade-Entlade-Spiel zu oft und zu schnell wiederholt. Er erwärmt sich dann nämlich durch den Stromfluss, und das u.U. zu stark. Marvin B. schrieb: > Lädt ein Kondensator schneller, wenn man trotz gleicher Leistung der > Spannungsquelle mit einer höheren Spannung lädt? Was meinst du mit "gleicher Leistung"? Wenn du eine Quelle hast, die eine konstante Leistung abgibt, dann nimmt der Strom umgekehrt proportional zur Spannung ab, und dementsprechend wird die Aufladung immer langsamer. Oder meinst du in beiden Schaltungen über den gleichen Widerstand? Oder meinst du in beiden Fällen mit den gleichen Strom? Marvin B. schrieb: > Ich frage wegen dem Verlauf der Spannung am Elko, da sie ja eine > e-funktion ist und wenn man 24V anlegt ja schneller bei 12V ist??) Die e-Funktion entsteht, wenn du den Kondensator aus einer Quelle konstanter Spannung über einen Widerstand lädst. Streng genommen erreicht der Kondensator die 12V nie, wenn du nur 12V Speisespannung vor dem Widerstand zur Verfügung hast. Damit dürfte klar sein, mit welcher Ladespannung die 12V zuerst erreicht werden. Unter praktischen Aspekten rechnet man aber oft mit einer Zeitkonstante, RC (in Sekunden), die sich einfach durch Multiplikation des Widerstandes (in Ohm) mit der Kapazität (in Farad) ergibt. "Über den Daumen" ist die Aufladung nach 5*RC praktisch abgeschlossen, denn dann hat sich die Kondensatorspannung bis auf etwa 1% der Speisepannung angenähert.
Marvin B. schrieb: > Also wenn man zb. statt 12V und 2A mit 24V und 1A den Kondensator auf > 12V laden will. > > (Ich frage wegen dem Verlauf der Spannung am Elko, da sie ja eine > e-funktion ist und wenn man 24V anlegt ja schneller bei 12V ist??) Nein, ist man bei gleicher Kapazitaet nicht. wendelsberg
Marvin B. schrieb: > Also wenn man zb. statt 12V und 2A mit 24V und 1A den Kondensator auf > 12V laden will. > > (Ich frage wegen dem Verlauf der Spannung am Elko, da sie ja eine > e-funktion ist und wenn man 24V anlegt ja schneller bei 12V ist??) Wenn du einen Kondensator mit konstant 2A oder 1A lädst, folgt die Spannung keiner e-Funktion sondern steigt linear an (Gl. s.o.).
Hp M. schrieb: > Marvin B. schrieb: >> Lädt ein Kondensator schneller, wenn man trotz gleicher Leistung der >> Spannungsquelle mit einer höheren Spannung lädt? > > Was meinst du mit "gleicher Leistung"? > Wenn du eine Quelle hast, die eine konstante Leistung abgibt, dann nimmt > der Strom umgekehrt proportional zur Spannung ab, und dementsprechend > wird die Aufladung immer langsamer. > > Oder meinst du in beiden Schaltungen über den gleichen Widerstand? > > Oder meinst du in beiden Fällen mit den gleichen Strom? Mit gleicher Leistung meine ich genau das, was mit den Werten auch angegeben habe. Also das bei doppelter Spannung auch nur die hälfte des Stromes maximal fließen kann, somit bei 24V statt 2A nur 1A. Es geht darum das zb. eine Batterie nicht unendlich viel Leistung abgeben kann, denn wenn das so wäre, ist klar das der Elko bei 24V schneller voll wäre. Und das bei 12V Quellspannung niemals 12V im Elko erreicht werden ist klar, aber darum geht es nicht. Werner M. schrieb: > Marvin B. schrieb: >> Also wenn man zb. statt 12V und 2A mit 24V und 1A den Kondensator auf >> 12V laden will. >> >> (Ich frage wegen dem Verlauf der Spannung am Elko, da sie ja eine >> e-funktion ist und wenn man 24V anlegt ja schneller bei 12V ist??) > > Wenn du einen Kondensator mit konstant 2A oder 1A lädst, folgt die > Spannung keiner e-Funktion sondern steigt linear an (Gl. s.o.). Die 2A bzw. 1A beziehen sich auf den Maximalstrom, welche die Spannungsquelle abgeben kann. Natürlich sinkt der Strom während des Aufladevorgangs. Trotz der vielen Antworten weiß ich leider immer noch nicht in welchem Fall jetzt schneller geladen wird. Kann das jemand mathematisch herleiten ob jetzt schneller oder gleich schnell geladen wird?
Marvin B. schrieb: > Trotz der vielen Antworten weiß ich leider immer noch nicht in welchem > Fall jetzt schneller geladen wird. Kann das jemand mathematisch > herleiten ob jetzt schneller oder gleich schnell geladen wird? Bau dir das doch einfach mal in LTSpice zusammen. Dann kannst du dir wunderbar Strom- und Spannungsverläufe ansehen. Zu der Ladekurve: Bei einem idealen Kondensator bekommst du weder bei Aufladung mit einer Konstantstromquelle noch bei Aufladung mit einer idealen Spannungsquelle einen Spannungsverlauf, der sich durch eine e-Funktion beschreiben läßt. Erst mit nicht idealen Quellen, z.B. einer Spannungsquelle mit einem größeren Innenwiderstand passiert das. Und dann ergibt sich die Zeitkonstante aus Ladewiderstand und Kapazität und ist bei konstantem Ladewiderstand (=Innenwiderstand+ESR) unabhängig von der Spannung.
Marvin B. schrieb: > rotz der vielen Antworten weiß ich leider immer noch nicht in welchem > Fall jetzt schneller geladen wird. Wenn du in beiden Fällen mit der gleichen und konstant gehaltenen Leistung P lädst, ist das gleichgültig, denn nach der Zeit t steckt die Arbeit t*P im Kondensator und bei 12V ist das gleich 0,5*C*144.
Werner M. schrieb: > Bau dir das doch einfach mal in LTSpice zusammen. Dann kannst du dir > wunderbar Strom- und Spannungsverläufe ansehen. Wie kann man den eine reale Spannungsquelle in LTSpice erzeugen? Also zb. eine 12V Batterie welche maximal 24W abgeben kann und halt einen Innenwiderstand besitzt. Hp M. schrieb: > Marvin B. schrieb: >> rotz der vielen Antworten weiß ich leider immer noch nicht in welchem >> Fall jetzt schneller geladen wird. > > Wenn du in beiden Fällen mit der gleichen und konstant gehaltenen > Leistung P lädst, ist das gleichgültig, denn nach der Zeit t steckt die > Arbeit t*P im Kondensator und bei 12V ist das gleich 0,5*C*144. Wenn man es so betrachtet scheint es logisch zu sein, das in beiden Fällen gleich schnell geladen wird. Ich habe bloß gehofft, das es beim Kondensator so eine Art Effekt gibt, bei dem das elektrische Feld im Elko schneller an Energie gewinnt, wenn man eine höhere Spannung anlegt, als man im Elko erreichen möchte, und dieser Effekt auch den geringeren Strom (bei 24V ja anfangs maximal 1A) teilweise kompensiert, wodurch am Ende wenn die 12V erreicht sind, trotz gleicher Leistung in beiden Fällen, schneller geladen wurde. Deshalb war meine erste Frage auch, ob ein Kondensator Schaden nimmt wenn man eine höhere Spannung anlegt, als er ab kann, auch wenn man rechtzeitig den Ladevorgang abbricht.
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Marvin B. schrieb: > Wie kann man den eine reale Spannungsquelle in LTSpice erzeugen? Also > zb. eine 12V Batterie welche maximal 24W abgeben kann und halt einen > Innenwiderstand besitzt. Indem du eine Voltage Source mit passendem DC value und Series Resistance in deine Schaltung einsetzt.
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