ich bin irritiert von der Darstellung einer Reihenschaltung von Kondensatoren in der Wikipedia. An sich ist die Grafik ja hübsch, allerdings müßte es sich ja darstellen, daß die Kapazität bei der Reihenschaltung kleiner wird, also eigentlich der Entsprechungskondensator kleiner sein müßte und nicht etwa größer. Die Wikipedia legt lobenswerter Weise auch ein Augenmerk auf die Dicke des Dielektrikums bezw den Abstand der Kondensatorelektrodenplatten, je mehr Abstand desto geringer die Kapazität. Anundfürsich erechnet sich die Serienkapazität wie Parallelwiderstände, nämlich über die Addition der Kehrwerte (dort Leitwert) und wiederum Rückumwandlung des Kehrwertes in Echtwert. Die Wikipedia nimmt hier die Fläche-Abstand-Permitivitäts-Formel des Kondensators in den Kehrwert und addiert diese. Man sieht, daß die Abstände der Platten ebenso die Kapazität vermindern. Nur, der Entsprechungskondensator ist optisch größer obwohl vom Kapazitätswert kleiner. Realistisch werden Kondensatoren eher durch ihre Elektrodenflächen konfektioniert als durch die Dielektrikkumsdicke, denke ich. Deshalb möchte ich die Wikipedia-grafik erweitern und den Normalfall gleicher Dielektrikumsdicke ergänzen oder beide Variablen, Fläche und Abstand, kombinieren in einer anschaulichen Grafik. Darum erstmal die Frage: ist meine Rechnung richtig, bezw meine Zeichnung 2) und 3) richtig. (kann ich durch 10 teilen kürzen ?) Was sollte man sonst auch noch darstellen ? Was wäre noch wichtig ?
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Carypt C. schrieb: > An sich ist die Grafik ja hübsch, > allerdings müßte es sich ja darstellen, daß die Kapazität bei der > Reihenschaltung kleiner wird, also eigentlich der > Entsprechungskondensator kleiner sein müßte und nicht etwa größer. Was hat eine Bildgröße mit der Kapazität zu tun? > kann ich durch 10 teilen kürzen ? Nein, du kannst nur mit 10/10 multiplizieren oder kürzen wie es im Volksmund heißt.
Ich verstehe nicht ganz dein Problem. In der Wikipedia-Zeichnung hat der Ersatzkondensator die gleiche Plattenfläche wie jeder der Einzelkondensatoren, aber einen größeren Plattenabstand. Damit ist er zwar ein größeres Volumen (er ist "optisch größer") aber eine kleinere Kapazität. Es geht bei der Herleitung der Gleichung für die Reihenschaltung nicht um irgendwelche Bauformen von Konsatoren, sondern auschließlich um die physikalischen Parameter Abstand und Plattenfläche.
Zwei Kondensatoren in Reihe sind auch in der Realität mechanisch größer als ein einziger. Laß die Bilder auf Wikipedia in Ruhe. Die sind gut so, wie sie sind.
Also gut, demnach kann ich auch mit 0,1/0,1 multiplizieren. Danke. Jaa... da komme ich ja jetzt erst drauf, es kommt also auf das Verhältnis von Fläche zu Abstand an, um die Kapazität zu stellen. Da könnte man also um den Faktor 100 vergrößern, sähe riesig aus, wäre aber trotzdem nur eine kleine Kapazität. Andererseits könnte man also den etwas groß aussehenden Wiki-Kondensator als letzten Schritt soweit schrumpfen, daß einer der Faktoren Fläche/Abstand die Einheit 1 bekommt, damit es anschaulich bleibt. Ansich ist die gleicher Nenner Addition von Kehrwerten und Rückumwandlung optisch schlecht nachzuvollziehen, nicht wie Äpfel von Birnen zu subtrahieren. ist denn Zeichnung 2 unverständlich ? Sind jetzt die kleinen Kondensatoren die richtig starken, fürchtenswerten ? in den Großen ist nicht drin ?
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Carypt C. schrieb: > Nur, der Entsprechungskondensator ist optisch größer obwohl > vom Kapazitätswert kleiner. Dennoch kann darin eine größere Energie gespeichert werden. Carypt C. schrieb: > Darum erstmal die Frage: Ich auch: Die Frage stellst Du, weil Du keine Ahnung hast. (Soweit okay) Aber wieso meinst Du, dass ausgerechnet Du (ohne Ahnung) die Erklärung verbessern kannst? Gruß Jobst
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Also dann habe ich mal meine Zeichnung 2, bzw die Wiki-grafik um einen weiteren Kürzungsschritt erweitert, um den Sachverhalt der kleineren Kapazität zu verdeutlichen. Leuchtet doch ein, oder ? Ja Jobst, man hilft wo man kann. Deine Annahme der höheren Energie benötigt aber Kondensatoren gleicher Dielektrizitätsdicke, ansonsten würde sich ja die Spannung unsymmetrisch auf die Kondensatoren verteilen, trotzdem guter Hinweis. Leuchtet mir trotzdem nicht ganz ein, denn die Kapazität ändert sich ja nicht, man kann bloß Kondensatoren halber Spannungsfestigkeit als Alternative verwenden.
Carypt C. schrieb: > man hilft wo man kann. Sagte der Pfadfinder zu der älteren Dame, die gar nicht über die Straße wollte ...
Carypt C. schrieb: > ansonsten würde sich ja die Spannung unsymmetrisch > auf die Kondensatoren verteilen, ...und selbst das mit den Symmetrierwiderständen steht im Artikel drin.
Carypt C. schrieb: >, man > kann bloß Kondensatoren halber Spannungsfestigkeit als Alternative > verwenden. Ach! Und wovon hängt bitteschön der maximale Energiegehalt eines geladenen Kondensators ab? Und noch etwas: Wenn man bei einem geladenen Plattenkondensator (mit Vakuum oder Luft als Dielektrikum) die Platten voneinander entfernt, passiert was?
E=(C*U^2)/2 von der Kapazität ? Und die Spannung steigt jetzt weil man zwei Kondensatoren nimmt (wo kommt denn der zweite her ?), und die Kapazität gleich mit ?
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Carypt C. schrieb: > von der Kapazität ? Du lädst Deinen Kondensator also mit Kapazität? Oder lädst Du ihn, bis er eine bestimmte Kapazität erreicht hat? Und womit? Carypt C. schrieb: > (wo kommt denn der zweite her ?) Du kannst natürlich auch eine Reihenschaltung mit nur einem Kondensator versuchen. +seufz+ Man nehme 2 identische, identisch geladene Kondensatoren. Jeder mit einer Energie X. Dann besitzen sie natürlich gemeinsam 2X. Das sollte einleuchten. Schalte ich sie parallel, habe ich die selbe Spannung, aber die doppelte Kapazität gegenüber einem. Dann nimmst Du die Formel > E=(C*U^2)/2 und stellst fest, dass sich die Energie bei doppelter Kapazität und sonst keiner Änderung verdoppelt. Dann nimmst Du die beiden Kondensatoren in Reihe und hast nun die doppelte Spannung, jedoch nur noch die halbe Kapazität. Und Du schaust wieder auf Deine Formel. Dieses Mal verändern sich beide Faktoren auf der rechten Seite. Halbe Kapazität bedeutet halbe Energie. Doppelte Spannung bedeutet vierfache Energie. Zusammen also wieder doppelte Energie von einem. Bei einer Reihenschaltung verändert sich die wirksame Fläche in den Kondensatoren nicht, nur die Stärke des Dielektrikums addiert sich. Daher wird der Kondensator größer! Also lass die Bilder so wie sie sind. Alles andere führt zu Verwirrung. Gruß Jobst
Carypt C. schrieb: > E=(C*U^2)/2 von der Kapazität Die von dir kritisierten Bilder und Darstellungen im Artikel über den Kondensator (Elektrotechnik) in Wikipedia sind korrekt und anschaulich. Hier ist aus meiner Sicht kein Handlungsbedarf. Wenn du jedoch etwas zum obigen Artikel beitragen möchtest, dann nimm dich lieber dem zitierten Spezialfall E=(C*U^2)/2 an. Hier sehe ich noch erheblichen Handlungsbedarf die gespeicherte Energie in einer beliebigen Kapazität korrekt zu beschreiben.
Danke für deine Erklärung, Jobst, aber es ist ja nicht so, daß sich die Spannung für den jeweiligen Reihenkondensator verdoppelt, sondern nur insgesamt, wie Batterien in Reihe. Die Spannung des Kondensators bleibt gleich, aber die Kapazität vermindert sich für beide Kondensatoren. Wenn ich deine, Jobst, Konstruktion analysiere, nimmst du eine geladene Parallelschaltung von gleichen Kondensatoren auseinander und fügst sie als Reihenschaltung wieder zusammen. ich könnte behaupten, man könnte die Einzelenergien der Reihenkondensatoren addieren, aber ich weiß nicht wie man das denkt. Prinzipiell hat der Einzelkondensator seine Eigenenergie und weiß selbst nicht, ob da noch ein Kondensator oder Batterie ist, wo auch noch Strom schiebt. Addieren sich die Einzelenergien ? Ginge ich davon aus die Eigenspannung der Kondensatoren zum Quadrat wird mit der verminderten Kapazität multipliziert und mal 2 genommen, dann halbiert sich die Gesammtenergie der Reihenschaltung gegenüber der Parallelschaltung. Multiplizierte man andernfalls die verminderte Kapazität mit dem Quadrat der höheren Gesamtspannung, so ergäbe sich die gleiche Gesamtenergie wie bei der Parallelschaltung. Was mich auch stört, ist das Quadrieren der Spannung in der Energieformel, eigentlich wird Volt quadriert(bei 1^2 quadriert sich nicht viel). (auch falsche Formel meinerseits, sry). Es gibt exponentielles Verhalten und nicht nur ausnahmsweise Verdoppelung. Des Weiteren wird die Kapazität in der Reihenschaltung nicht halbiert, sondern der Kehrwert der Kapazität wird addiert und Kehrwert-rückumwandlung (wie heißt denn diese Rechenoperation ?). Wenn man den Kondensator als Verhältnisbruch zwischen Elektrodenfläche und Elektrodenabstand begreift, wird das bedeutend. Die Energieformel ist (E=)W= 1/2*Q*U = 1/2(Capacity*U^2) = 1/2*Farad*Volt^2 = 1/2*Coulomb*Volt Aber ist eigentlich nicht mein Thema. ich stapele ja nicht geladene Kondensatoren, sondern ungeladene. Aber das soll kein Abbruch sein. Für Wikipedia, wurde mir angedeutet, bräuchte man die Erklärung mit physikalischen Größen und nicht anhand von Zahlbeispielen. aha. Ja, jetzt verstehe ich das besser. Da muß ich also nochmal drüber nachdenken.
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Auf das letzte wirre Geschreibsel braucht man wohl nicht einzugehen. Darin befinden sich so viele falsche Annahmen und willkürliche Feststellungen, dass ich nicht wüsste, wo man mit der Kritik beginnen sollte. Kurze Antwort: Nö.
Vielleicht schaust du dir mal die Grundlagen an (siehe Anhang).
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kondensator__3-reihe.jpg
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@Joe ich finde die Wiki-grafik ja auch nicht falsch, aber dennoch nicht zu Ende gedacht. Wenn der Kondensator von dem Verhältnis Elektrodenfläche zu Elektrodenabstand definiert wird, spielt doch dies eine Rolle für die Erkenntnis. Muß man da nicht kürzen, bzw in den Ursprungsmaßstab zurück ? in meinem neuen Bild sieht man doch deutlich, daß der Kondensatorwert durch die Reihenschaltung deutlich sinkt. Das muß doch im Bild sofort erfaßbar sein.
Dein Würfelvolumen ist doch willkürlich. Für den 1.5F Würfel könnte ich auch eine Fläche von 15 und eine Höhe von 10 nehmen. Dann kommt ein riesiger Würfel raus. Wenn du die Reihen- bzw. Parallelschaltung durch Würfelvolumina darstellen möchtest, dann nutze die Energiedichte für das Volumen.
Selbstverständlich ist der Maßstab willkürlich, skalierbar, es bleiben aber die Verhältnisse Elektroden-fläche zu -abstand. Diese sind maßgebend skalierend. Mal ist der Abstand, mal die Fläche der Maßstab. es geht auch 3/2, 6/4, 9/6, 1/0,66
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Carypt C. schrieb: > Selbstverständlich ist der Maßstab willkürlich, skalierbar Eben nicht. Du musst es erst verstehen.
Beitrag #7778994 wurde von einem Moderator gelöscht.
ist doch klar, die Kondensatoren haben unterschiedliche Kapazität, das kann man erreichen durch andere Plattengrößen oder andere Plattenabstände.
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Danke Joe, aber deine Grundlagen stapeln auch nur die geladenen Kondensatoren, anstatt nach der Reihenschaltung die Spannung 100V erst anzulegen. ist zwar nicht mein Thema aber interessant hier. Was passiert denn mit den Teilladungen zwischen den beiden Kondensatoren in der Reihenschaltungsverbindung ? ich meine die Teilladungen gleichen sich aus, die inneren Elektroden sind auf Null-potential, quasi die inneren Elektroden können aus dem Stapel herausgezogen werden, übrig bleibt ein doppelter Abstand zwischen den Außenelektroden. richtig ? Wird nicht beim Aufbau der Reihe mit vorgeladenen Kondensatoren deren Maximalspannungsfestigkeit überschritten ? immerhin verdoppelt sich ja die Spannung am Einzeldielektrikum, wenn man davon ausgänge (ausgähe), daß sich Ladungen auch anziehen.
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Carypt C. schrieb: > Was passiert denn mit > den Teilladungen zwischen den beiden Kondensatoren in der > Reihenschaltungsverbindung ? Ich würde jetzt meinen Studenten sagen, dass sie sich nochmals das Kapitel Influenz ansehen sollten. Also was passiert, wenn in einem geladenen Plattenkondensator ein ungeladenes, sich zunächst berührendes Plattenpaar eingeschoben und dann im Feld getrennt wird?
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Wie gesagt, es geht um das Zusammenfügen zweier geladener Kondensatoren zu einer Reihenschaltung. Es ist ja eher so, daß ein Plattenpaar kurzgeschlossen wird.
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Andreas S. schrieb: > Und noch etwas: Wenn man bei einem geladenen Plattenkondensator (mit > Vakuum oder Luft als Dielektrikum) die Platten voneinander entfernt, > passiert was? Man verrichtet Arbeit
ich stimme zu. Die wiki Bilder sind korrekt. Es geht in dem Bild NUR um die Kapazität, NICHT um Spannungen und NICHT um Energieinhalte. ABER: eine Serienschaltung so kompliziert zu erklären, schafft nur Diskussionen und leistet keinen didaktischen Beitrag. Als Trainingsdaten für GPT nicht geeignet. Auch für Natürliche Intelligenz nicht ratsam.
Selbstverständlich sind die Wiki-Bilder korrekt, einen Fehler habe ich nicht beanstandet. ich meine nur, es zeigt nicht alles, nämlich wie klein der Ersatzkondensator wäre.
im Wikipedia macht es den Eindruck, die Kapazität würde größer wenn man Kondensatoren in Reihe schaltet. Außerdem baut man Kondensatoren nicht extra groß, sondern ist auf Miniaturisierung bedacht.
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