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BAND 1 | ARBEITSHEFT 8 SEITE 7

Lade- und 3. Zeitkonstante bei Serienschaltung
Endladevorgang

Wird an eine Serienschaltung aus einem
Ein Ladungsträgertransport von
Widerstand R und einem Kondensator C eine
der einen zur anderen Konden-
Gleichspannung angelegt, so lädt sich der
satorplatte findet nur dann statt,
Kondensator nach und nach auf.
wenn die Potenzialdifferenz Diese Ladezeit ist abhängig von der Größe des
zwischen den Kondensatorplatten Widerstandes und von der Kapazität des
und die am Kondensator angelegte Kondensators.
Spannung voneinander abweichen.
Der Stromfluss hält daher nur Ein Kondensator mit großer Kapazität und großem Vorwiderstand besitzt
eine große Ladezeit und Entladezeit. Ein Maß dafür ist die Zeitkonstante
solange an, bis beide Spannungen
(griechischer Buchstabe Tau).
wieder identisch sind.

Die Spannungsänderung am Kon-

densator bewirkt den Transport
Maßeinheitengleichung
einer bestimmten Ladungs-
[ ] = [R] · [C]
trägerdifferenz ΔQ = Q2 – Q1 (Q1
s = V/A · As/V
→ Ladung auf der Kondensator-

platte zum Zeitpunkt der
Die Zeitkonstante gibt die Zeit an, in der die Spannung am Kondensator
Spannungsänderung, Q2 → neue beim Entladen ca. 37% der Anfangsspannung, beim Laden ca. 63% der
Ladung nach Beendigung des Endspannung erreicht hat. Nach ungefähr 5 ist ein Kondensator geladen
Ladungsträgerausgleiches). oder entladen.

Sowohl Spannung als auch Strom verlaufen beim Laden bzw. beim

Entladen exponentialförmig gemäß der Eulerschen Zahl e =
Die zum Ausgleich erforderliche 2,718281828459....
Ladungsdifferenz ΔQ verursacht
für einen bestimmten Zeitraum Δt =  uc Spannung am Kondensator
t2 – t1 (t1 → Zeitpunkt der  U anliegende Spannung
Spannungsänderung, t2 →  i Stromstärke im Kondensator
 R Widerstand
Zeitpunkt, in dem der
 t Zeit nach Schalten
Ladungsträgerausgleich endet)

einen elektrischen Strom I.
Beim Aufladen des Kondensators gilt (Anlegen der Gleichspannung
an die RC-Schaltung):

uc = U (1 - e ( - t/ ) )

Die Ladungsträgerdifferenz wird in
i = U/R · e (-t/ )
die obige Gleichung eingesetzt,

,
Beim Entladen des Kondensators gilt (Entladen des Stromkreises
die Gleichung nach dem Strom
über R):
umgestellt und das Formelzeichen

für den Strom mit dem Index „C“
uc = U · e ( - t/ )
versehen.
i = -U/R · e (- t/ )