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Kondensatoraufladung


Physik


Basiswissen


Wird ein elektrischer Kondensator mit einer Spannung aufgeladen finden zwei gegenläufige Prozess statt: Die Spannung zwischen den Platten steigt kontinuierlich an während gleichzeitig die Stromstärke langsam abfällt und gegen Null geht. Hier stehen die entsprechenden Formeln zur Berechnung dieser Werte.

Formeln



Legende



Physik


Von außen wird eine konstante Gleichspannung U₀ an den völlig ungeladenen Kondensator angelegt. Im ersten Moment t=0 fließt dann ein maximaler Ladestrom I₀: dieser Strom transportiert sozusagen Elektronen von der einen Kondensator weg und zur anderen Kondensatorplatte hin. Dadurch nimmt die Spannung U(t) direkt zwischen den Kondensatorplatten ständig zu; sie nähert sich asymptotisch dem Wert der angelegten Spannung U₀ an. Während dieseses Vorganges nimmt die Stärke des Ladestromes ständig ab. Der Ladestrom nähert sich asymptotisch dem Wert 0, der Graph also der x-Achse. Siehe auch Kondensatorentladung ↗

Mathematik


Der Funktionsgraph des Ladestrom näher sich asymptotisch der x-Achse. Er wird beschrieben durch eine erweiterte e-Funktion mit negativem Exponenten. Der Graph der Spannung an den Platten nähert sich asymptotisch dem Wert angelegten Spannung U₀. Dieser Wert ist mathematisch sowohl ein Grenzwert als auch eine obere Schranke. Beide Graphen sind sogenannte Sättigungskurven ↗