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AFu-Kurs nach DJ4UF AFu-Kurs nach DJ4UF Technik Klasse E 05: Der Kondensator und seine Schaltungsarten DKØTU Einleitung Anwendungen Kapazität Gleichstromkreis Wechselstromkreis Schaltungsarten DKØTU Amateurfunkgruppe der TU Berlin Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen http://www.dk0tu.de Stand 26.10.2015 This work is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License. Amateurfunkgruppe der Technische Universität Berlin (AfuTUB), DKØTU 1 / 16 Einleitung Einleitung / Kondensator AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung Anwendungen Kapazität Gleichstromkreis Wechselstromkreis Wie sieht er aus? Was tut der? Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 2 / 16 Einleitung AFu-Kurs nach DJ4UF Einleitung / Kondensator DKØTU Einleitung Anwendungen Kapazität Gleichstromkreis Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 1 1 Abb.1: Verschiedene Kondensatoren [4] 3 / 16 Einleitung AFu-Kurs nach DJ4UF Einleitung / Kondensator DKØTU Einleitung Anwendungen Kapazität Gleichstromkreis Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 2 2 Abb.2: Verschiedene kleine Kondensatoren [4] 4 / 16 Anwendungen Diverse Anwendungsmöglichkeiten AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung Bisher kam ich ganz gut ohne Kondensatoren im Leben aus. . . Anwendungen Kapazität Gleichstromkreis Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 5 / 16 Anwendungen Diverse Anwendungsmöglichkeiten AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung • Energiespeicher Anwendungen Kapazität • Blitzlicht Gleichstromkreis • Signalentkopplung Wechselstromkreis • Filter Schaltungsarten • Schwingkreise Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen • Glättung • Entstörung • Phasenkompensation 5 / 16 Kapazität AFu-Kurs nach DJ4UF Kapazität DKØTU Einleitung Anwendungen Kapazität Gleichstromkreis Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 3 3 Abb.3: Interner Aufbau eines Plattenkondensators [2] 6 / 16 Gleichstromkreis AFu-Kurs nach DJ4UF ein paar Formeln DKØTU Berechnung eines Kondensators Einleitung C= Q U in [C ] = As V = F (Farad) Anwendungen Kapazität Gleichstromkreis Ladung des Kondensators im Verhältnis zur Spannung Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Berechnung eines Kondensators mit ε0 A C = ε0 · εr · d = 0, 885 · 10 : Elektrische Feldkonstante Referenzen −11 As Vm εr : relative Dielektrizitätszahl Sobald der Kondensator geladen ist, fließt kein Strom mehr. 7 / 16 Wechselstromkreis Funktionsprinzip im Wechselstromkreis AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU t = 0 Kondensator ist geladen; es fließt kein Strom 0 < t < 0, 25 Kondensator wird entladen; der Stromfluss nimmt zu t = 0, 25 Kondensator ist entladen; der Stromfluss ist am Maximum Einleitung Anwendungen Kapazität Gleichstromkreis Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 0, 25 < t < 0, 5 Kondensator wird umgekehrt aufgeladen; der Stromfluss in diese 4 Richtung nimmt ab t = 0, 5 Kondensator ist umgekehrt aufgeladen; es fließt kein Strom 4 Abb.: CC-BY-SA 3.0 Fabian R https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Sinus_Voltage_and_Current_of_a_Capacitor.svg 8 / 16 Wechselstromkreis Eselsbrücke AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung Anwendungen Kapazität Gleichstromkreis Merksatz Kondensator: Strom eilt vor Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 9 / 16 Wechselstromkreis Kapazitiver Widerstand AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung Anwendungen Abhängig von der Frequenz f . Kapazität Gleichstromkreis Impedanz als Scheinwiderstand XC = 1 2·π·f ·C Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 10 / 16 Wechselstromkreis Kapazitiver Widerstand AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung Anwendungen Abhängig von der Frequenz f . Kapazität Gleichstromkreis Impedanz als Scheinwiderstand XC = 1 2·π·f ·C Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen Der Scheinwiderstand sinkt bei zunehmender Frequenz. Der Scheinwiderstand sinkt bei größerer Kapazität. 10 / 16 Wechselstromkreis AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung A B C D TC208: Mit zunehmender Frequenz... steigt der Wechselstromwiderstand des Kondensators. sinkt der Wechselstromwiderstand des Kondensators. steigt der Wechselstromwiderstand des Kondensators bis zu einem Maximum und sinkt dann wieder. sinkt der Wechselstromwiderstand des Kondensators bis zu einem Minimum und steigt dann wieder. Anwendungen ??? ??? ??? ??? Kapazität Gleichstromkreis Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 11 / 16 Wechselstromkreis AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung A B C D TC208: Mit zunehmender Frequenz... steigt der Wechselstromwiderstand des Kondensators. sinkt der Wechselstromwiderstand des Kondensators. steigt der Wechselstromwiderstand des Kondensators bis zu einem Maximum und sinkt dann wieder. sinkt der Wechselstromwiderstand des Kondensators bis zu einem Minimum und steigt dann wieder. Anwendungen ??? richtig ??? ??? Kapazität Gleichstromkreis Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 11 / 16 Schaltungsarten Parallelschaltung AFu-Kurs nach DJ4UF Parallelschaltung von Kondensatoren DKØTU Einleitung Anwendungen Kapazität Gleichstromkreis Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 5 Parallelschaltung Cges = C1 + C2 + C3 + C4 + C5 5 By Martin Deutschmann mit Eagle 12 / 16 Schaltungsarten Parallelschaltung AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung Anwendungen TC206 Drei Kondensatoren mit den Kapazitäten C1 = 0, 1µF , C2 = 150nF und C3 = 50000pF werden parallel geschaltet. Wie groß ist die Gesamtkapazität? Kapazität Gleichstromkreis Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 13 / 16 Schaltungsarten Parallelschaltung AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung Anwendungen TC206 Kapazität Drei Kondensatoren mit den Kapazitäten C1 = 0, 1µF , C2 = 150nF und C3 = 50000pF werden parallel geschaltet. Wie groß ist die Gesamtkapazität? Gleichstromkreis Wechselstromkreis Schaltungsarten Cges = C1 + C2 + C3 = 0, 1µF + 150nF + 50000pF = 0, 3µF Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 13 / 16 Schaltungsarten Reihenschaltung AFu-Kurs nach DJ4UF Reihenschaltung von Kondensatoren DKØTU Einleitung Anwendungen Kapazität Gleichstromkreis Wechselstromkreis 6 Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen Reihenschaltung 1 Cges = Cges = 6 1 C1 + 1 C2 + 1 C3 + 1 C4 + 1 C5 1 1 C1 + 1 C2 + 1 C3 + 1 C4 + 1 C5 By Martin Deutschmann mit Eagle 14 / 16 Schaltungsarten Reihenschaltung AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung Reihenschaltung Anwendungen Zwei Kondensatoren von 100pF und 150pF sind hintereinander (in Serie) geschaltet. Berechnen Sie die Gesamtkapazität. Gleichstromkreis Kapazität Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 15 / 16 Schaltungsarten Reihenschaltung AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung Reihenschaltung Anwendungen Zwei Kondensatoren von 100pF und 150pF sind hintereinander (in Serie) geschaltet. Berechnen Sie die Gesamtkapazität. Gleichstromkreis Kapazität Wechselstromkreis Schaltungsarten Cges = C1 k C2 = 100pF k 150pF = 1 1 100pF + 1 150pF = 60pF Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 15 / 16 Schaltungsarten Reihenschaltung AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung Anwendungen Kapazität Hausaufgabe Aus Fragenkatalog Klasse E Fragen TB610–TB613. Aus Fragenkatalog Klasse E Kapitel 1.3.2 Kondensator (Fragen TC201–TC208). Gleichstromkreis Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 16 / 16 Schaltungsarten Reihenschaltung Referenzen/Links [1] Moltrecht E 05: http://www.darc.de/referate/ajw/ausbildung/darc-online-lehrgang/ technik-klasse-e/technik-e05/ [2] Wikipedia DE: http://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_(Elektrotechnik) [3] Wikimedia DE: http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Plate_Capacitor_DE.svg [4] Wikimedia EN: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Capacitors_(7189597135).jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Condensators.JPG AFu-Kurs nach DJ4UF DKØTU Einleitung Anwendungen Kapazität Gleichstromkreis Wechselstromkreis Schaltungsarten Parallelschaltung Reihenschaltung Referenzen 16 / 16
