Hallo Physiker.
Lade ich einen kondensator auf 6V, schliese ihn mit einem ungeladenen mit dem gleichem kapazietät paralell, trenne ich sie dann messe ich jeweils 3V. Und das verstehe ich nicht es sollte eigentlich höcher sein? Doppelte kapazietät halbe spannung ergibt nur die halbe energiemenge oder?
meschugoj.
Die Frage ist doch wohl nicht ernsz gemeint! oder?
mfg
Peter
Hallo,
Lade ich einen kondensator auf 6V, schliese ihn mit einem
ungeladenen mit dem gleichem kapazietät paralell, trenne ich
sie dann messe ich jeweils 3V. Und das verstehe ich nicht es
sollte eigentlich höcher sein? Doppelte kapazietät halbe
spannung ergibt nur die halbe energiemenge oder?
Diese Frage ist durchaus berechtigt und wird oft gestellt. Der Denkfehler besteht darin, dass der Energieerhaltungssatz nicht anwendbar ist. Während des Ladungsausgleiches fließt ein Strom über eine Potentialdifferenz. Dabei wird ein Teil der gespeicherten Energie des auf 6 Volt geladenen Kondensators in Wärme umgewandelt. Es ist auch völlig unerheblich, wie schnell der Ausgleichsvorgang stattfindet, es geht immer genau die Halbe Energiemenge als Wärme und/oder EM-Strahlung verloren.
Jörg
Hi
Dabei wird ein Teil der
gespeicherten Energie des auf 6 Volt geladenen Kondensators in
Wärme umgewandelt.
Na! Hier war aber keine Rede von realen Bauteilen.
Die richtige Lösung funktioniert aber über die Ladung, denn die ist natürlich in in der Summe immer konstant. Schließlich können die Elektronen nicht einfach „verschwinden“.
Also lautet der Denkansatz:
C=Q/U => CxU=Q
da Q=konst folgt
C1xU1=C2xU2
und da C2 gleich 2xC1 ist muss U2 halb so groß sein wie U1
J~
Die Frage ist doch wohl nicht ernsz gemeint! oder?
mfg
Peter
Aber doch. So weit ich weiss hängt die energiemenge in einem kondensator quadratisch mit der spannung zusammen.
Dass gerade die helfte als joulsche wärme verloren geht kann ich nicht nachvolziehen schon beim netzfrekwenz müssten sie bald schmelzen. Wird dagegen abgestrahlt solte es nachweisbar sein oder?
meschugoj.
Hallo James~,
Dabei wird ein Teil der
gespeicherten Energie des auf 6 Volt geladenen Kondensators in
Wärme umgewandelt.Na! Hier war aber keine Rede von realen Bauteilen.
aber auch bei idealen Bauteilen muß die Energie abgegeben werden. Du must dich wie Jörg schon sagt zwischen EM und Wärme entscheiden. (Endliche Ladung entlang einer endlichen Potentialdifferenz. Mit einem endlichen Widerstand ists dann einfach, mit Widerstand 0(ideal) … aber das kennst Du besser als ich…)
Dein Weg über die Ladungen zeigt m.E. ja gerade das „Paradox“.
Gruß
achim
P.S.: habe gerade mal Deine VIKA gesehen… Also, wenn Du wirklich erst seit einem Jahr hier bist. … ich glaube, ich kannte Deinen Vater noch aus diesem Brett 
Also ich versuchs mal einfach zu erklären:
Du läds einen Kondensator mit 1 Fahrad mit 1 Volt das ergibt 1As Ladung,richtig?
So jetzt schließe ich einen Kondensator dazu an,die Kapazität des Kondensators beträgt jetzt 2 Fahrad,richtig?
(Wenn man sich den Kondensator als 2 Platten vorstellt wird das Klarer)
Wenn die Ladung des Gesamtsystems gleich bleibt,na wie hoch wird dann
wohl die Spannung sein? 2 Volt? FALSCH
0,5 Volt!! 1As / 2 Fahrad!!!
(na gut wenn ich Verluste mit einplane vielleicht 0,4 Volt)
mfg
Peter
Hi,
ich glaub’, diese Aufgabe hab’ ich im Studium auch mal vorgesetzt bekommen (wahrscheinlich jeder). Kann mich aber nicht mehr an die Lösung erinnern
P.S.: habe gerade mal Deine VIKA gesehen… Also, wenn Du
wirklich erst seit einem Jahr hier bist. … ich glaube, ich
kannte Deinen Vater noch aus diesem Brett
Nee,nee,nee, das war ich 
Bin seit '97 dabei.
Wir sind auch schon früher aufeinander gestossen:
http://www.wer-weiss-was.de/cgi-bin/forum/showarchiv…
War nur ein paar Jahre nicht dabei, weil das Team uns Moderatoren damals mit der I-D Media AG so vor den Kopf gestossen hatte.
schöne Grüße,
J~
PS: von damals sind ja nicht mehr viele dabei, kenne vielleicht noch so 5-7 Leute hier von früher
So weit so gut mit der halbierten spannung.
Aaaber: wenn es stimt, dass die energiemenge des kondensators mit der spannung quadratisch steigt dann hast du genau die helfte irgendwo verloren!!Rechne nach!Wo zum teufel ist diese helfte abgehauen?
Doppelte spannung vierfache energie und natürlich umgekehrt auch!!!
meschugoj.
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hi,
Also ich versuchs mal einfach zu erklären:
Du läds einen Kondensator mit 1 Fahrad mit 1 Volt das ergibt
1As Ladung,richtig?
jetzt erklärst Du’s auch über die Ladung
Der Busche will das aber über die Energiegleichung machen und das geht halt nicht und keiner sagt ihm warum nicht
Denn:
zuerst gilt: W=0,5xCxU^2
und im zweiten Fall gilt leider NICHT:
W=0,5x(2xC)x(U/2)^2
da sich die „2“ nicht rauskürzt wie man das eigentlich erwartet.
Grüße,
J~
Hallo,
Dabei wird ein Teil der
gespeicherten Energie des auf 6 Volt geladenen Kondensators in
Wärme umgewandelt.Na! Hier war aber keine Rede von realen Bauteilen.
ist auch völlig irrelevant, die Energie geht auf jeden Fall verloren, selbst wenn die Bauteile noch so ideal sind. Das ist ja der Gag an dieser Anordnung.
Die richtige Lösung funktioniert aber über die Ladung, denn
die ist natürlich in in der Summe immer konstant. Schließlich
können die Elektronen nicht einfach „verschwinden“.Also lautet der Denkansatz:
C=Q/U => CxU=Q
da Q=konst folgt
C1xU1=C2xU2
und da C2 gleich 2xC1 ist muss
U2 halb so groß sein wie U1
Das ist trivial und kann man schneller im Kopf ausrechnen. Was dabei rauskommt ist ja auch schon vorher klar. Die eigentliche Frage ist immer, was denn mit der Energie passiert, wenn die Bauteile ideal sind.
Ein analoges Problem gibt es auch in der Mechanik:
Eine Masse trifft mit der Geschwindigkeit v auf eine gleichgroße ruhende Masse. Durch einen Kupplungsmechanismus werden beide Massen nach dem Aufprall fest verbunden. Analog zur Ladungserhaltung gilt hier die Impulserhaltung. Beiden Massen müssen sich also mit v/2 weiterbewegen. Auch hier ist die kinetische Gesamtenergie nach dem Aufprall nur noch halb so groß. Wo ist der Rest geblieben wenn man die Massen als ideal nicht verformbar annimmt ? Warum darf man auch hier den Energiesatz nicht anwenden ?
Antwort: Diese Idealisierung ist nicht zulässig. Der beschriebene Vorgang beinhaltet per Prinzip eine plastische Verformung. Sonst müßte die Energie irgendwo durch elastische Verformung gespeichert werden und die Sache würde anfangen zu oszillieren.
Genauso beinhaltet der Ladungsausgleich per Prinzip einen ohmschen Widerstand. Sonst würde auch hier die Energie in Form von magnetischen Feldern um die Verbindungsleitungen gespeichert werden und es gäbe eine hochfrequente Schwingung.
Deine „richtige“ Lösung funktioniert also auch nur mit realen Bauteilen.
Jörg
Hi.
jetzt erklärst Du’s auch über die Ladung
Der Busche will das aber über die Energiegleichung machen
Was hoffentlich nicht strafbar ist.
das geht halt nicht und keiner sagt ihm warum nicht
Glatte arbeitsverweigerung:smile:
Denn:
zuerst gilt: W=0,5xCxU^2
und im zweiten Fall gilt leider NICHT:
W=0,5x(2xC)x(U/2)^2
da sich die „2“ nicht rauskürzt wie man das eigentlich
erwartet.Grüße,
J~
Also wo ist der rest, wie kann man ihn dingfest machen?
meschugoj.
Hi,
danke für die Erklärung. So gut war die damals von unserem Prof. sicher nicht
J~
wir sind auf die Formulierung reingefallen
Hallo Peter,
Deine erste Reaktion
Die Frage ist doch wohl nicht ernsz gemeint! oder?
war auch meine, weil:
Lade ich einen kondensator auf 6V, schliese ihn mit einem
ungeladenen mit dem gleichem kapazietät paralell, trenne ich sie
dann messe ich jeweils 3V. Und das verstehe ich nicht es sollte
eigentlich höcher sein?
Dieses höher bezieht sich auf höher als 3V (wegen Energieerhaltung), ich dachte erst höher als 6V, was natürlich „nicht ganz ernst“ gemeint sein konnte
Gruß
achim
meschugoj.
Hallo um das Thema abschließend
(für mich zumindest) zu Behandeln,
das mit der „Energieformel“ würde grundsätzlich dann hinhauen,
wenn man mit der Gesamtenergie des Kondensators rechnen würde,
nicht nur mit der elektrichen Energie!
(Sorry,ich bin leider nur ein ganz dummer Techniker,und kein Physiker,
aber ganz dumm gesprochen existiert zwischen den 2 Platten eine Kraft,
die Kraft geht nicht in die Energieformel mit ein,weshallb die Rechnung nicht aufgeht!)
Wir haben das ganze bei der Techniker-Ausbildung mal exemplarisch für
eine Spule ausgerechtet,da passte es dann mit der Energie,war aber
mathematisch nicht gerade einfach!)
mfg
Peter
also das ist nun unsinn…
klar sind da Kräfte, aber kein Weg ! Daher keine Energie, die da irgendwo bleibt.
Die Energie verschwindet als Wärme im Übergangswiderstand beim Zusammenschließen - das wurde doch schon gesagt !
(bei großen Spannungen gibt´s auch einen Funken, dann isses noch bissel Strahlung und Schall)
Und die Ladung bleibt gleich, weil eben nirgends wo anders welche hinfließen kann als zum anderen Kondensator.
Elektrische Feldstärke?
Hallo Ulf,
klar sind da Kräfte, aber kein Weg ! Daher keine Energie, die
da irgendwo bleibt.
es gibt auch potentielle Energie.
Gruß
Axel