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Elektrotechnik - Kondensatoren 2

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Elektrotechnik

Kondensatoren 2

Inhaltsverzeichnis

Nachdem auf die grundlegenden Rechnungen von Kondensatoren eingegangen wurde, betrachten wir nun die Kapazität von Kondensatoren genauer.

Kapazität von Kondensatoren

Die Gleichung $\frac{Q}{U} = \frac{D}{E} \cdot \frac{A}{l} $ lässt sich umschreiben zu:

$\frac{Q}{U} = \frac{D}{E} \cdot \frac{A}{l} \rightarrow \frac{Q}{U} = \varepsilon \cdot \frac{A}{l}$

Durch diese Umschreibung weiß man, dass der Quotient $\frac{Q}{U} $ abhängig ist von

  1. den Materialeigenschaften des Feldraumes und
  2. der Geometrie der Anordnung [Fläche, Flächenabstand].

Daraus lässt sich folgende Definition für Kondensatoren ableiten:

Merke

Ein Kondensator ist eine Anordnung von zwei Elektroden beliebiger Geometrie, die durch einen nicht leitfähigen Raum voneinander getrennt sind. Diesen Raum bezeichnet man als Dielektrikum. Besitzen diese Elektroden zudem betragsmäßig identische Ladungen mit einer unterschiedlichen Polarität, so besteht eine Spannung zwischen diesen. 

Als Kapazität bezeichnet man dann das Verhältnis von Ladung zu Spannung.

$ C = \frac{Q}{U} $

Methode

Die Kapazität hat eine besondere Bedeutung bei der Betrachtung von Parallel- und Reihenschaltungen von Kondensatoren. Sie gibt Auskunft über die Ladung, die ein Kondensator pro Spannung speichern kann. Mit Speicherung ist gemeint, wie viele Ladungsträger sich an den Elektroden [Platten] ansammeln, wenn eine Spannung angelegt wird.  

Die Einheit, in der die Kapazität C gemessen wird, ist Farad $ 1 F = 1 \frac{As}{V} $.

Wichtig

Farad könnte Ihnen im Zusammenhang mit dem Faradayschen Käfig bekannt vorkommen.

Ein Wert für die Kapazität C von 1 wird jedoch nur in sehr seltenen Fällen erreicht. Meistens liegen die Kapazitätswerte für einen Kondensator weit darunter.