Eigenschaften realer Kondensatoren in der ... - HAM-On-Air

DL3LH, Kondensatoren
Vorwort
Der Kondensator ist ein passives elektrisches Bauelement mit der Fähigkeit elektrische Energie zu
speichern. Er besteht aus zwei elektrisch leitenden Flächen in meist geringem Abstand, den Elektroden.
Dazwischen befindet sich ein Bereich mit einem Dielektrikum. Die einfachste Bauform des Kondensators
besteht aus zwei glatten, parallelen Platten mit 2 elektrischen Anschlüssen und Luft als Isolator. Die
gespeicherte Energie ist proportional zum Quadrat der Spannung zwischen den Elektroden des
Kondensators. Die Proportionalitätskonstante wird als Kapazität bezeichnet, sie ist das wesentliche
Merkmal eines Kondensators. Je größer die Kapazität ist, desto mehr Energie kann ein Kondensator bei
einer bestimmten Spannung speichern.
Die Gleichung
W = ½ C U 2 (Gl 1)
zeigt den Zusammenhang. Die Kapazität wird in pF, nF oder auch Farad angegeben und hat die Dimension
(Zeit/Widerstand in der Einheit Sekunde/Ohm).
Beispiel
Ein Blitz - Elko von 400 uF wird auf eine Spannung von 500 V aufgeladen. Welche Energie ist gespeichert?
Nach (Gl 1) wird
W = ½ 400 uF (500 V) 2 = 50 Ws.
Die Entladung über eine Blitzröhre erfolgt in einer Zeit von t = 0.01s. Daraus ergibt sich eine Leistung von
P = 5000 W = 5 KW.
1. Der ideale Kondensator als frequenzabhängiger Blindwiderstand
Wird eine sinusförmige Spannung an die Kondensatorplatten angelegt, so fließt ein sinusförmiger Strom in
komplexer Schreibweise ist dieser
I = j C U = j U / Xc (Gl 2)
der gegenüber der Spannung einen Phasenwinkel von
= + 90 Grad hat.
Die Frequenzabhängigkeit des Wechselstromwiderstands Xc = 1/ C wird benutzt um Wechselspannungen
frequenzabhängig anzuheben oder abzusenken. Eine einfache Schaltung ist das RC- Glied, das je nach
Schaltung als Hoch- oder Tiefpass wirkt.
Bild 1: zeigt einen CR
Hochpass
Dr. Schau, DL3LH
2