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Berechnungen der Lade- und Entladevorgänge eines Kondensators an Gleichspannung

Welche Ladefunktion berechnen?

Aufladen und Entladen eines Kondensators

In diesem Modul werden alle wichtigen Werte berechnet die für das Laden und Entladen eines Kondensators an Gleichspannung von Bedeutung sind.

Welchen Wert berechnen?:


Widerstand R1:
Kondensator C1:
Betriebsspannung Ub:
Kondensatorspannung Uc:
Zeit t:
Fehlermeldung:
Strom Ic zum Zeitpunkt t:
Zeitkonstante Tau (R*C):
5 * Tau:
Max. Ladestrom bei t=0:

Die Beschriftungen der Ein- und Ausgabefelder haben folgende Bedeutungen:

Widerstand R1 = mitbestimmend für die Zeitkonstante
Kondensator C1 = mitbestimmend für die Zeitkonstante
Betriebsspannung Ub bzw. Startspannung an C1 = dieser Text wird je nach gewählter Auf- oder Entladefunktion
     geändert. Die Betriebsspannung ist die Spannung, die beim Aufladen an der Reihenschaltung von
     R1 und C1 anliegt. Die Startspannung ist die Ladespannung am Kondensator, die beim Entladen
     im Zeitpunkt t=0 wirksam ist.
Kondensatorspannung Uc = ist die Spannung, die im Augenblick des Ablaufes von t am Kondensator anliegt.
Zeit t = ist die Zeit, in der das Aufladen oder das Entladen des Kondensators stattfindet.
Fehlermeldung = hier werden Fehlermeldungen ausgegeben, wenn die Berechnung mit nicht erlaubten Werten
     stattfindet. Zu diesen nicht erlaubten Werten gehört die 0(Null) bzw. eine fehlende Eingabe in einem Textfeld.
     Auch dürfen bei gleichzeitiger Eingabe von Betriebsspannung und Kondensatorspannung diese Werte nicht
     identisch sein. Auch muss der Wert der Betriebsspannung immer größer als die Kondensatorspannung sein.
     Da die Kondensatorspannung den Verlauf einer e-Funktion entspricht, erreicht diese nie den Wert
     der Betriebsspannung. Geben Sie stattdessen z. B. für die Betriebsspannung 10 V und für die
     Kondensatorspannung 9,99999 Volt ein.
Strom Ic zum Zeitpunkt t = ist derjenige Strom, der im Augenblick des Ablaufes von t durch den Kondensator fließt.
     Beim Aufladen des Kondensators hat dieser Strom ein positives Vorzeichen, und beim Entladen ein
     negatives Vorzeichen.
Zeitkonstante Tau(R*C) = das Produkt aus den Werten von R1 und C1.
5 * Tau = ist die Zeit bei der, per Definition, der Kondensator aufgeladen oder entladen ist. Wie schon erwähnt, wird
     in der Theorie der Kondensator nie vollständig aufgeladen oder entladen werden.
     Um, z. B., den Kondensator auf die x-te Stelle hinter dem Komma genau aufzuladen, reichen 5*Tau nicht aus.
     Hier wird man, je nach geforderter Genauigkeit mit 6*Tau...7*Tau...8*Tau usw. rechnen müssen.
     Diese Erkenntnis ist z. B. für analoge Sample & Hold Schaltungen wichtig.
Max. Lade- oder Entladestrom bei t=0 = dieser Text wird je nach gewählter Auf- oder Entladefunktion geändert.
     Dieser Strom fließt nur im ersten Augenblick des Lade- oder Entladevorganges, und kann bei einer Kombination
     von niederohmigen R1 und hochkapazitiven C1 sehr hohe Werte annehmen.