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BAND 1 | ARBEITSHEFT 8 SEITE 6
Speziell für Serienschaltung Kondensatoren in Serienschaltung
In der Serienschaltung wandern In der Serienschaltung bestimmt der Kondensator mit der kleinsten
Kapazität, wie lange der Ladungsträgertransport, der von der äußeren
die Ladungsträger von einem
Platte des ersten Kondensators zur äußeren Platte des zweiten stattfindet,
Kondensator zum nächsten.
insgesamt dauert. Ist seine äußere Platte vollständig geladen, findet kein
Zwischen den einzelnen
Ladungsträgertransport mehr statt – es fließt kein Strom mehr. In der
Kondensatoren werden jedoch
Serienschaltung hat ein Kondensator mit größerer Kapazität damit keine
immer gleich große Ladungs- Möglichkeit, auf seiner äußeren Platte eine größere elektrische Ladung Q
mengen verschoben. aufzunehmen.
Jeder Kondensator hat also die Auf die beiden leitfähig miteinander verbundenen inneren
gleiche Ladung. Kondensatorplatten wirken elektrische Anziehungskräfte, die durch die
Ladungen auf den gegenüberliegenden äußeren Platten (dem äußeren
Q1 = Q2 = Qges = Q
elektrischen Feld) verursacht werden (Bild oben). Diese Kräfte trennen
die Ladungen der inneren Kondensatorplatten und des zwischen
Die Gesamtspannung U teilt sich
ihnen liegenden Leiters. Die rechte Platte von C1 wird negativ und die
auf die Teilspannungen U1 und U2
linke Platte von C2 positiv geladen. Während der Aufladephase der in
an den beiden Kondensatoren auf. Serie geschalteten Kondensatoren fließt daher auch in der
U = U1 + U2 Verbindungsleitung zwischen den Kondensatoren ein Strom. Diese Art der
Ladungstrennung in leitfähigen Materialien unter Einwirkung eines äußeren
U1 + U2 = Uges elektrischen Feldes bezeichnet man als Influenz.
setzt man nun für U jeweils Q/C
ein, so kommt man zu folgender
Gleichung:
Q/C1 + Q/C2 = Q/Cges
Dividiert man diese Gleichung
durch Q so erhält man die Formel
zur Berechnung der Gesamt-
kapazität einer Reihenschaltung
aus Kondensatoren.
Die Gesamtkapazität Cges einer
Reihenschaltung aus mehreren
Kapazitäten ist kleiner als die klein-
ste Einzelkapazität.
In der Serienschaltung nimmt jeder Kondensator die gleiche elektrische
Ladungsmenge auf. Die Größe der aufgenommenen Ladung wird durch
den Kondensator mit der kleinsten Kapazität bestimmt.
Die durch die Serienschaltung gebildete Ersatzkapazität Cg muss die
gleiche Ladungsmenge aufnehmen, somit gilt:
