Zusammenschaltung von Kondensatoren

An zwei Kondensatoren und liegen zunächst die Spannungen und . Die beiden Kondensatoren werden jetzt parallel geschaltet, d.h. die Anschlüsse mit jeweils höherem Potential und die Anschlüsse mit jeweils geringerem Potential werden leitend miteinander verbunden.
a) Geben Sie die Ersatzkapazität der Parallelschaltung an.
b) Welche Gesamtladung und welche Spannung ergibt sich für die Parallelschaltung?
c) Wie ändert sich die gesamte elektrische Feldenergie durch die Parallelschaltung? Wird die Energie größer oder kleiner? Haben Sie dafür eine physikalische Erklärung?

Ein Kondensator besteht aus Metallschichten mit der wirksamen Oberfläche und einem Dielektrikum zwischen den Metallschichten mit der Dicke und der Permittivitätszahl .

Wie groß ist seine Kapazität ?

Zwei Kondensatoren sind in Reihe geschaltet. Wie groß ist die Ersatzkapazität

Wie groß ist die Gesamtkapazität der in der Abbildung dargestellten Schaltung?

Ein auf die Spannung aufgeladener Kondensator besteht aus fünf glei chen Platten, zwischen denen die im Bild angegebenen leitenden Verbindun gen bestehen. Die Fläche einer Platte beträgt der Abstand zwischer zwei benachbarten Platten Das verwendete Dielektrikum hat ein Permittivitätszahl von

Bild: Kondensator mit mehreren Platten

1. Wie groß ist die Kapazität des Kondensators?
2. Welche Ladungen bis befinden sich auf den einzelnen Platten?

In einem Plattenkondensator nach Bild a mit der Plattenfläche befindet sich eine Isolierstoffplatte der Stärke und der Permittivitätszahl .

Welcher Plattenabstand ist erforderlich damit die Kapazität des Kondensators wird?

Bild: Plattenkondensator mit zwei Schichten. a) Tatsächliche Anordnung, b) elektrisch gleichwertige Ersatzschaltung

Bei einem Plattenkondensator mit Luft als Dielektrikum beträgt der Plattenabstand .

Um wie viel Prozent steigt die Kapazität des Kondensators, wenn in den Plattenraum nach Bild a eine starke Isolierstoffplatte mit der Permittivitätszahl eingeschoben wird?
(Der Plattenabstand beträgt unverändert

Bild: Plattenkondensator mit eingebrachter Isolierstoffplatte. a) Tatsächliche Anordnung, b) elektrisch gleichwertige Ersatzschaltung

Zwischen zwei koaxial angeordneten, dünnwandigen Rohren aus Metall der Länge befinden sich nach Bild a zwei Isolationsschichten mit den dien und den Permittivitätszahlen sowie

Bild: Koaxiale Leiteranordnung mit geschichtetem Dielektrikum. a) Tatsächliche Anordnung (Querschnitt), b) Ersatzschaltung

1. Welche Kapazität besteht zwischen den Rohren?
2. Welche Spannung darf maximal zwischen den Rohren herrschen, damit die elektrische Feldstärke an keiner Stelle den Wert übersteigt? (Bei der Berechnung können Randeinflüsse unberücksichtigt bleiben.)

Die in Bild a dargestellten Kondensatoren mit den Kapazitäten , und sind auf die Spannungen und aufgeladen.

Welche Spannungen und stellen sich nach dem Schließen des Schalters S (Bild b) an den einzelnen Kondensatoren ein?
(Anmerkung: Der Widerstand dient zur Begrenzung des fließenden Stromes, hat aber auf die gesuchten Spannungswerte keinen Einfluss.)

Bild: Zusammenschaltung von drei Kondensatoren. a) Zustand vor dem Schließen des Schalters, b) Zustand nach dem Schließen des Schalters

In der Schaltung nach Bild a haben die vorhandenen Kondensatoren die pazitäten und . Sie sind nicht aufgeladen. Die vorhandene Spannungsquelle liefert . 

Bild: Aufladen von Kondensatoren. a) Schaltungszustand vor dem Aufladen, b) Ersatzschaltung nach dem Aufladen, c) tatsächliche Schaltung nach dem Aufladen

Welche Spannungen bis stellen sich nach dem Schließen des Schalters an den einzelnen Kondensatoren ein?

Ein Wickelkondensator wird aus zwei einseitig beschichteten Kunststofffolien hergestellt. Die Kunststofffolie ist dick, ihre Permittivitätszahl ist Die Durchschlagsfestigkeit der Folie beträgt . Jede Folie hat eine Fläche von .

a) Wie hoch ist die maximal zulässige Spannung , die an den Kondensator angelegt werden darf?
b) Wie groß ist die Kapazität des Kondensators?
c) Der Kondensator wird mit aufgeladen. Wie groß sind die im Kondensator gespeicherte Ladung und Energie , wie groß ist die elektrische Feldstärke in

Für die Herstellung eines Wickelkondensators stehen einseitig mit Metall beschichtete Polyethylenfolien mit einer Dicke von und einer Breite von zur Verfügung. Der Kondensator soll eine Kapazität von haben. Die Permittivitätszahl von Polyethylen ist .

a) Welche Länge müssen die Folien haben?
b) Welchen Durchmesser hat der gewickelte Kondensator? Die äußere Ummantelung durch eine Kunststoffmasse wird hier nicht betrachtet. Die Dicke der Metallschicht wird gegenüber der Dicke der Polyethylenfolie vernachlässigt.

Es wird die Ersatzkapazität von drei in Reihe geschalteten Kondensatoren und berechnet. Das Ergebnis ist

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