Einschaltvorgang in einem Stromkreis mit Kondensator und Widerstand

Präsentation zum Thema: "Einschaltvorgang in einem Stromkreis mit Kondensator und Widerstand"—  Präsentation transkript:

1 Einschaltvorgang in einem Stromkreis mit Kondensator und Widerstand

2 Stromkreis mit Reihenschaltung von Kapazität und Widerstand
Inhalt Stromkreis mit Reihenschaltung von Kapazität und Widerstand Spannung über dem Widerstand bei Anlegen einer Gleichspannung zwischen Kondensator und Widerstand „Kurzschließen“ dieses Stromkreises Die Zeitkonstante

3 Spannung über dem Widerstand beim Einschaltvorgang mit Widerstand und Kapazität („RC“ Bauteil)
Zeit [s] Spannung am Widerstand [V] s 0,005 F UR V 100 Ω U0 -10 10 Spannung U0 Zeit [s]

4 Beim Anlegen einer Spannung U0 an dieses „RC Bauteil“ erscheint über dem Widerstand eine Spannungsspitze, ebenso -mit umgekehrtem Vorzeichen- beim Entladen des Kondensators über den Widerstand V Zeit [s] Spannung am Widerstand [V] s 0,005 F UR V 100 Ω U0 -10 10 Spannung U0 Zeit [s]

5 Die Zeitkonstante im RC Stromkreis
Zeitkonstante des „RC-Bauteils“ R 1 Ω Widerstand C 1 F Kapazität Die Zeitkonstante τ =RC [s] ist die charakteristische Zeit für das Abklingen bzw. Anwachsen der Spannungsspitze über dem Widerstand auf etwa die Hälfte der angelegten Spannung

6 Zusammenfassung Sind Widerstand und Kondensator hintereinander geschaltet, dann erscheint bei Anlegen einer Gleichspannung U0 Eine Spannungsspitze U0 über dem Widerstand Von Null ansteigende Spannung über dem Kondensator Die Zeitkonstante τ =RC [s] ist die charakteristische Zeit für das Abklingen der Spannungsspitze über dem Widerstand auf etwa die Hälfte der angelegten Spannung genauer: Teil 1/e = 0,37 den Anstieg der Spannung über dem Kondensator auf etwa die Hälfte der angelegten Spannung genauer: Teil 1-1/e = 0,63 Die Spannung über dem Widerstand entspricht der Ableitung der Spannung am Kondensator: „Die RC Schaltung differenziert das anliegende Signal“ Die elektrischen Eigenschaften von Zellmembranen entsprechen denen von RC Bauteilen („Ersatzschaltbild einer Zellmembran“)

7 UR 0,005 F 100 Ω V U0 V finis s Zeit [s] Spannung am Widerstand [V]
V 100 Ω U0 -10 10 Spannung U0 Zeit [s]