Hallo Martin,
OK, wenn man die ganze Chose supraleitend macht und damit alle
ohmschen Widerstände eliminiert, ist den ohmschen Verlusten
ihre Existenzgrundlage entzogen und es können keine mehr
auftreten.
stimmt nicht ganz. Auch ein Supraleiter läßt keinen beliebig hohen Strom zu. Wird die Stromdichte zu groß, geht die Supraleitfähigkeit verloren und es gibt doch wieder Verluste.
Der scheinbare Widerspruch zur
Ladewiderstand-Unabhängigkeit des Energieverlusts löst sich
auf, wenn man erkennt, daß man die Induktivität des Kreises
jetzt nicht mehr vernachlässigen darf, sprich, daß ein
Schwingkreis vorliegt (ein Draht verliert beim Übergang in den
supraleitenden Zustand zwar seinen ohmschen Widerstand, aber
nicht seine Induktivität, denn die ist wie die Kapazität eine
Geometriegröße). Allerdings behält ein Schwingkreis seine
Energie auch nicht auf immer und ewig, sondern strahlt sie –
mehr oder weniger schnell – als e.m. Welle ab. Ein freier (=
nicht irgendwie extern angetriebener) Schwingkreis ist immer
gedämpft: Wenn man die Ohmsche Dämpfung ausschaltet, macht ihm
die Strahlungsdämpfung den Garaus.
Nicht unbedingt. Wenn man den Schwingkreis vollständig abschirmt, natürlich mit einem Supraleiter, geht theoretisch keine Energie verloren.
Verlustfreie Ladung wäre z.B. möglich, wenn man eine Spule zur
Strombegrenzung einfügt und die Spule im Stromnulldurchgang
wieder abschaltet ( sonst schwingt es ).
Wirklich 100%ig verlustfrei geht’s meines Erachtens nicht,
denn auch ein geöffneter Kontakt stellt eine (wenn auch sehr
kleine) Kapazität dar. Bei fehlender ohmscher Dämpfung wird es
deshalb immer noch schwingen (Folge: siehe oben).
Naja, das sind technisch bedingte Verluste. Das Hauptproblem ist aber die unvermeidliche Eigenkapazität der Spule, die immer noch ein Nachschwingen verursacht.
Mit einer idealen Stromquelle kann ich einen Kondensator
ebenfalls verlustlos aufladen.
Ich nehme an, Du setzt voraus, daß der ohmsche Widerstand der
Zuleitungen vernachlässigbar ist (wenn er es nicht ist, ist
sicher keine verlustfreie Ladung möglich).
Natürlich, sonst habe ich ja keine idealen Vorraussetzungen
Wie willst Du aber
den Ladevorgang beenden? Die Leitung auftrennen geht nicht,
weil die ideale Stromquelle dann 200000 Volt outputtet – so
viel eben, bis es an der Trennstelle zum Funkenüberschlag
kommt und der Konstantstrom so aufrecht erhalten wird.
Dann nehme ich eben eine nicht ganz ideale Stromquelle, die maximal 20 Volt abgibt, oder eine, die sich einfach abschalten läßt
Technisch läßt sich sowas übrigens sehr gut ( fast ideal ) annähern.
Jaaa, natürlich gibt das Verluste innerhalb der Stromquelle, aber die Energiebilanz innerhalb der Stromquelle ist ja irrelevant.
Auch mit einer einstellbaren Spannungsquelle läßt sich das machen, wenn man die Spannung, bei null beginnend, mit endlicher Geschwindigkeit auf die Ladespannung hochdreht.
Durch
Kurzschluß der Stromquelle kannst Du den Ladevorgang aber auch
nicht beenden, weil Du dann gleichzeitig den Kondensator
kurzschließt. Mhh, haarige Sache… hier weiß ich nicht
weiter. Hat die Natur was gegen das echt(!) verlustfreie
Aufladen von Kondensatoren?
Eigentlich nicht. Es handelt sich nur um ganz normale technisch bedingte Verluste, die (fast) überall auftreten, wo Strom fließt.
Jörg