Radio 2: Spulen und Kondensatoren bei Gleich- und Wechselstrom

Der Kondensator wurde bereits in der Jahrgangsstufe 9 vorgestellt, hier die Wiederholung:

Er besteht aus 2 Platten, die eine bestimmte Ladungsmenge tragen können. Man sagt, er hat eine KAPAZITÄT, diese wird in Farad (F) gemessen.
Die Ladungsmenge, die die Platten aufnehmen können, ist zur Spannung U proportional:

Q ~ U

Der Proportionalitätsfaktor wird Kapazität C genannt, es gilt also:

Q = C U

Aus dieser Beziehung erkennt man, dass

[C] = F(arad) = Coulomb : Volt

Schließt man einen Kondensator an eine Batterie an, so lädt er sich auf und es fließt zunächst ein (solange er "leer" ist ein etwas größerer, dann ein kleiner werdender) Ladestrom, bis der Kondensator schließlich die Wirkung eines offenen Schalters hat.
Klemmt man nun die Batterie ab, dann verhält er sich selbst wie eine Spannungsquelle: Es fließt ein Entladestrom , der zuerst groß ist, dann kleiner wird. Lade- und Entladestrom fließen in entgegengesetzter Richtung.

Wird nun ein Kondensator mit der Frequenz eines angelegten Wechselstromes dauernd aufgeladen und entladen, dann sind dauernd Elektronen in Bewegung und es fließt ein Wechselstrom. Man kann nun den Kondensator wie eine Art Widerstand betrachten. Dieser Wechselstromwiderstand R_C des Kondensators ist umgekehrt proportional zur Frequenz f und zu seiner Kapazität C. Es gilt:



Mit zunehmender Frequenz des angelegten Wechselstromes sinkt also der Widerstand des Kondensators.

Bei einer Spule fließen die Ströme in den einzelnen Windungen zueinander parallel, die Magnetfelder der einzelnen Windungen verstärken einander also.
Das vom elektrischen Strom aufgebaute Magnetfeld wirkt nun der Stromänderung entgegen (ansonsten würde der Strom ohne Energiezufuhr immer weiter anwachsen). Diese Eigenschaft der Spule (eines elektrischen Leiters) wird Induktiviät genannt und in Henry (H) gemessen.

Ein Henry liegt dann vor, wenn bei einer Änderung von 1 Ampère pro Sekunde die Spannung 1 Volt induziert wird, also gitl:



Da sich Spulen der Änderung des sie durchfließenden Stromes widersetzen, ist ihr Wechselstromwiderstand größer als ihr Gleichstromwiderstand.
Für den Wechselstromwiderstand gilt:



Je höher die Frequenz, desto größer der Widerstand.

Im Internet findest Du hier leicht verständliche Links zum Thema:

Link 1
Link 2