Kondensator Entladespannung Rechner

Berechnung der Entladespannung eines Kondensators zu einem bestimmten Zeitpunkt


🔋 Kondensator Entladespannung

Exponentieller Entladevorgang berechnen

ℹ️
Hinweis: Die Entladespannung fällt exponentiell ab. Nach 5τ ist der Kondensator zu 99,3% entladen. Die Zeitkonstante τ = R × C bestimmt die Entladegeschwindigkeit.
⚠️ Fehler:

Kondensator Entladespannung verstehen

Beim Entladen eines Kondensators über einen Widerstand folgt die Spannung am Kondensator einer Exponentialfunktion. Die Entladespannung fällt exponentiell ab und nähert sich asymptotisch dem Wert Null. Die Geschwindigkeit dieses Vorgangs wird durch die Zeitkonstante τ = R × C bestimmt.

⏱️ Zeitkonstante τ
  • • τ = R × C
  • • ist Entladegeschwindigkeit
  • • Einheit: Sekunden
🔋 Entladespannung
  • • Exponentieller Abfall
  • • Nach 1τ: 36,8% von U₀
  • • Nach 5τ: 0,7% von U₀
⚡ Entladestrom
  • • Anfangs: I₀ = U₀/R
  • • Exponentieller Abfall
  • • Ende: I = 0

Exponentialfunktion der Entladespannung

🔋 Entladespannung UC(t)

Die Spannung am Kondensator während des Entladevorgangs:

\[ U_C(t) = U_0 \cdot e^{-\frac{t}{\tau}} \]

Wobei: UC(t) = Entladespannung zur Zeit t, U₀ = Anfangsspannung, τ = Zeitkonstante

⚡ Entladestrom I(t)

Der Strom während des Entladevorgangs:

\[ I(t) = \frac{U_0}{R} \cdot e^{-\frac{t}{\tau}} \]

Der Strom ist zu Beginn maximal und fällt exponentiell auf Null ab.

Praktische Beispiele

📝 Beispiel 1: Entladung nach 1τ

RC-Glied: R = 100 Ω, C = 10 μF, U₀ = 10 V
Zeitkonstante: τ = 100 × 10⁻⁵ = 1 ms
Entladespannung nach 1 ms:

\[ U_C(1ms) = 10 \cdot e^{-1} = 10 \cdot 0{,}368 = 3{,}68 \text{ V} \]

Ergebnis: Nach einer Zeitkonstante ist der Kondensator zu 63,2% entladen (36,8% der Anfangsspannung verbleibt).

📝 Beispiel 2: Anfangsentladestrom

Bei t = 0 fließt der maximale Entladestrom:

\[ I_0 = \frac{U_0}{R} = \frac{10}{100} = 0{,}1 \text{ A} = 100 \text{ mA} \]

Ergebnis: Der Anfangsstrom wird nur durch den Widerstand begrenzt.

Schaltbild und Charakteristik

RC-Entladevorgang
📊 Entladezustände
  • • t = 0: UC = U₀ (100%)
  • • t = 1τ: UC = 0,368 × U₀ (36,8%)
  • • t = 3τ: UC = 0,050 × U₀ (5,0%)
  • • t = 5τ: UC = 0,007 × U₀ (0,7%)
⚡ Stromverlauf
  • • t = 0: I = U₀/R (maximum)
  • • t = 1τ: I = 0,368 × I₀ (36,8%)
  • • t = 3τ: I = 0,050 × I₀ (5,0%)
  • • t = 5τ: I = 0,007 × I₀ (0,7%)

Praktische Anwendungen

⏰ Timer-Schaltungen
  • • Verzögerungsschaltungen
  • • Impulsgeneratoren
  • • Monostabile Kippstufen
  • • Entprellschaltungen
🎛️ Filter und Glättung
  • • Tiefpass-Filter
  • • Spannungsglättung
  • • Integrator-Schaltungen
  • • Entladeschaltungen
💡 Praktische Tipps:
  • Entladezeit: Für praktische Zwecke gilt der Kondensator nach 5τ als vollständig entladen
  • Sicherheit: Große Kondensatoren können auch nach dem Abschalten gefährliche Spannungen führen
  • Entladewiderstand: Bei großen Kondensatoren Entladewiderstand vorsehen
  • ESR-Einfluss: Der Innenwiderstand (ESR) des Kondensators beeinflusst die Entladekurve

Grundlagen
Leitungswiderstand
kVA aus Ampere und Volt
Dezibel in linearen Faktor umrechnen
Dezibel, Spannung, Leistung umrechnen
Ohmsche Gesetz
Coulombsche Gesetz
Batterie Kapazität
Elektrizitätsmenge
Elektrische Energie
Elektrische Leistung
Elektrische Ladung
Innenwiderstand einer Stromquelle
Kondensator Kapazität
Spannungverlust auf einer Leitung
Tabelle der Temperaturkoeffizienten
Temperaturabhängigkeit vom Widerstand

Schaltungen mit Widerständen
PI-Dämpfungsglied
T-Dämpfungsglied
2 Parallelwiderstände
Mehrere Parallelwiderstände
Serienwiderstände
unbelasteter Spannungsteiler
belasteter Spannungsteiler
Vorwiderstand (Voltmeter)
Parallelwiderstand (Ampermeter)

Schaltungen mit Kondensatoren
Mehrere Kondensatoren Reihenschaltung
Zwei Kondensatoren Reihenschaltung
Blindwiderstand XC eines Kondensators
Zeitkonstante eines R/C-Glieds
Ladespannung zu einem Zeitpunkt
Kondensatorspannung zu einem Zeitpunkt
R oder C zu einer Ladespannung
RC Reihenschaltung
RC Parallelschaltung
RC Hochpass
RC Tiefpass
RC Differenzierer
RC Integrierierer
RC Grenzfrequenz berechnen
R + C bei gegebener Impedanz

Schaltungen mit Spulen
Induktivität einer Spule
Blindwiderstand einer Spule
L/R Reihenschaltung
L/R Parallelschaltung
L/R Hochpass
L/R Tiefpass
L/R Grenzfrequenz
L/R Differenzierglied
Transformator

Kondensatoren und Spulen

Resonanzfrequenz
Serienschwingkreis
Parallelschwingkreis
Parallelschaltung
Serienschaltung

Gleichrichter- und Dioden

Einweg Gleichrichtung
Einweg Gleichrichtung mit Ladekondensator
Zweiweg Gleichrichtung
Zweiweg Gleichrichtung mit Ladekondensator
LED Vorwiderstand
Vorwiderstand zur Zenerdiode mit variabler Last
Vorwiderstand zur Zenerdiode