Elektrisches Feld und Kondensator Demo Grundlagen POWER Elektrotechnik Mechatronik

Inhalt: Einführung Der Blitz Das elektrische Feld Die elektrische Feldstärke Elektr. Feld als Energiespeicher Abschirmung d. elektr. Feldes Aufgaben z. elektrischen Feld Isolierstoff im elektr. Feld Isolierstoffeigenschaften Aufgaben zu Isolierstoffen Kapazität des Kondensators Aufbau von Kondensatoren 10.1 Wickelkondensator 10.2 MP/MK- Kondensator 10.3 Elektrolytkondensator Aufgaben zum Kondensatoraufbau Kondensator an Gleichspannung Kondensator an Rechteckspannung Kondensator an sinusförmiger Wechselspannung Kapazitiver Blindwiderstand Aufgaben zum Kondensatorverhalten Fachlexikon Impressum

5. Abschirmung eines elektrischen Feldes Das vom geladenen Kondensator stammende elektrische Feld führt zur Ladungstrennung in den Wänden des metallischen Hohlkörpers (Abbildung). Im Inneren des Hohlkörpers entsteht aufgrund dieses Effektes ein elektrisches Feld, das auf der Abbildung von rechts nach links eingetragen werden müsste. Dieses Feld wird aber durch das von außen wirkende Feld kompensiert, sodass sich die Feldwirkungen im Inneren des Metallkörpers aufheben. Das Innere von Metallgehäusen ist feldfrei. Metallbecher oder metallische Ummantelungen schirmen gegen das elektrische Feld ab.

Aufgaben zum elektrischen Feld

10.2 MP- oder MK- Kondensator Dieser Kondensator wird aus zwei aufeinander liegenden Folien gewickelt. Die Folien bestehen entweder aus Papier (MP) oder aus Kunststoff (MK). Sie sind einseitig mit Metall, z.B. Aluminium oder Zink, bedampft. Die Dicke der Metallschicht beträgt etwa 0,05 µm. Die erforderliche Dicke des Papiers oder Kunststoffs hängt von der Nennspannung ab. Kommt es bei einem MP- oder MK-Kondensator zu einem Durchschlag durch eine zu hohe Spannung, so entsteht am Durchschlagspunkt eine große Stromdichte. Die dünne Metallschicht verdampft an dieser Stelle. Das Dielektrikum verkohlt an der Durchschlagsstelle. Der Ausheilvorgang dauert etwa 10 µs bis 50 µs und macht sich in elektronischen Schaltung als Störimpuls bemerkbar. Nach 1000 Ausheilvorgängen sinkt die Kapazität eines MP-Kondensators um etwa 1%. Anwendung: Sehr breiter Anwendungsbereich vom Lautsprecherbau bis zum Kondensatormotor. Seine Eigenschaft zur Selbstheilung macht ihn zu einem bevorzugten Bauelement. Im Bereich höherer Frequenzen ist der Kondensator nicht einsetzbar. Sehr verbreitet ist der MKP-Kondensator, dessen Kunststofffolie aus Polypropylen besteht.

15. Kondensator an sinusförmiger Wechselspannung Immer wenn die Spannung an einem Kondensator schnell geändert wird, fließt ein hoher Strom. Dies gilt z.B. bei einer Rechteckspannung während der Umschaltmomente. Auch bei einer Sinusspannung ist diese Aussage zutreffend: Während der Nulldurchgänge, wo sich die Spannung am schnellsten ändert, sind die Stromwerte im Maximum. Zu den Zeitpunkten der Spannungsmaxima, wo die Spannungswerte sich für einen Moment überhaupt nicht ändern, finden wir den Nulldurchgang des Stromes. Die Aussagen gelten streng genommen nur für einen idealen Kondensator ohne Verluste. Diese Voraussetzung ist in der Praxis bei niedrigen Frequenzen weitgehend erfüllt. Strom und Spannung sind zu einander um 90 Grad phasenverschoben. Der Strom eilt der Spannung voraus. Die Energie pendelt zwischen Spannungsquelle und Kondensator hin und her. Wechselstromkreis

Autor: Klaus-Peter Wagner Hoföschle 11 87439 Kempten im Allgäu Kontakt: kontakt@power-p.de Elektrotechnik Mechatronik