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Um Kondensatoren ausreichend genau beschreiben zu können, müssen wir im Vorfeld auf den Zusammenhang zwischen der Spannung und der elektrischen Ladung eingehen. In der ersten Abbildung siehst du das Schaltzeichen für Kondensatoren:
In der anschließenden Abbildung ist ein Plattenkondensator abgebildet, welcher sich in einem mit Öl gefüllten Behälter befindet.
Die Flächen
Hierbei gilt:
Methode
Plattenladung = elektrische Flussdichte
Durch diese Ladung entsteht auch eine Spannung
Methode
also Spannung = elektrische Feldstärke
Führt man nun die Gleichungen für die Plattenladung und die Spannung zusammen, so erhält man folgende Gleichung:
Methode
Mit dieser Gleichung ist es nun möglich verschiedene Trennungsmedien miteinander zu vergleichen.
Beispiel
Beispiel
Die zugehörigen Gleichungen sind dann:
Vakuum [Indize L = leer]:
Isolieröl [Indize Ö = Öl]:
Merke
Diese Gleichungen zeigen, dass der Zusammenhang von elektrischer Flussdichte und elektrischer Feldstärke eindeutig vom Material des Feldraumes abhängen.
Eine Berücksichtigung erfährt die Materialabhängigkeit durch die Permittivität:
Methode
Die relative Permittivität gibt lediglich den Einfluss des Werkstoffs an. In der nachfolgenden Tabelle sind einige Werte von flüssigen und festen Isolierungen abgebildet. Messbereich: 20°C bei einer Frequenz von 2 MHz.
Isolierung | relative Permittivität |
Gummi | 2,7 |
Holz | 5 |
Keramiken | < 4000 |
Petroleum | 2,1 |
Quarz | 3,9 |
Wasser (dest.) | 80 |
Diese Werte sind allesamt bei der oben genannten Temperatur und Frequenz gemessen worden. Ändert sich einer dieser Faktoren, führt dies dazu, dass sich auch die relative Permittivität ändert.
Hinweis
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