Elektrotechnik Grundlagen 1 - Otto-von-Guericke-Universität ...

Q ges = C ges . U ges = 0,7674 . 110 V = 84,414 . 10 -6 C = Q 1 = Q 2
C 1
C 2
110 V
3,3 μF
1 μF
Cges = C1+C2 = 4,3 μF Q = Cges U = 4,3 μF 110V = 473 10 -6 C
In einem Blitzlichtgerät wird eine Blitzröhre mit einem Arbeitsvermögen von 30 Ws eingesetzt.
a) Bestimmen Sie die Kapazität des Speicherkondensators, wenn eine Gleichspannung von 550 V
zur Verfügung steht !
Ausgangsformel: W = C
2 U2
C550 = 2W 60 Ws
U2 =
(550 V) 2
= 198,3 μF
b) Wie viel Kondensatoren mit der ermittelten Kapazität sind einzusetzen, wenn nur 290 V zur
Verfügung stehen ?
(Spannungsänderung: 52% Kapazitätsänderung: 360%)
C290 = 2W 60 Ws
= = 713,4 μF
2 2
U
(290 V)
Die geforderte Kapazität kann durch Reihen-/Parallelschaltung geeigneter
Kondensatoren hergestellt werden.
c) Die Blitzdauer beträgt ca. 1/800 Sekunde. Welche Leistung müsste zur Verfügung stehen,
wenn keine Speicherkondensatoren eingesetzt würden?
W = P . t
P = W
t
= 30 Ws
1
800 s
= 24 kW
d) Wie groß ist die praktische Blitzenergie, wenn nach dem Abblitzen noch eine Spannung von 80 V
am Kondensator anliegt?
W = C 550
2 U 1 2 - C 550
2 U 2 2 = 99,1 F (U 1 2 - U2 2 ) = 29,34 Ws oder:
W = W 1 - W 2
W 1 = 30 Ws W = 99,1 μF (80 V) 2 = 0,634 Ws
W = 30 Ws - 0,634 Ws = 29,61 Ws
Achtung: da W proportional U 2 , ist eine Lösung mit
(U 1 - U 2 ) 2 = U 1 2 - 2U1 U 2 + U 2 2 mathematisch falsch !!!
Ein Wickelkondensator wird aus 40 mm breiten und 52 m langen Metallfolien, die durch 0,03 mm
dickes Ölpapier (εr = 4,3) isoliert werden, hergestellt. Der Kondensator wird an 220 V, 50 Hz
Wechselstrom angeschlossen.
a) Berechnen Sie die Kapazität!
b) Berechnen Sie die maximale Ladung!
c) Berechnen Sie die maximale Energie!
a) C = ε r . ε o .A
L
= 52m
0,04m
. . -12
4,3 8,86 10 (F/m) .
.
.
-3
0,03. 10 m
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