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        3. Spannung, Ladung und Kapazität des Kondensators
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Kondensator

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  • Lesezeit: 10 min
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Steckbrief

Ein Kondensator besteht aus 2 Elektroden (Metallplatten), die sich in einem bestimmten Abstand voneinander befinden. Zwischen den Elektroden liegt eine isolierende Schicht. Schließt man in die beiden Platten eine Spannungsquelle an, lädt sich der Kondensator auf: Es baut sich eine Spannung zwischen den Platten auf und es wird Ladung auf die Platten transportiert. Die Kapazität gibt an, wieviel Ladung der Kondensator bei einer bestimmten Spannung speichern kann.

Spannung Equation, Ladung Equation und Kapazität Equation im Kondensator hängen folgendermaßen zusammen:

Equation

Die Einheit der Kapazität ist [Equation] = F (Farad).

Die Kapazität eines Kondensators ist proportional zur Fläche Equation und umgekehrt proportional zum Abstand Equation der beiden Platten (Equation= Feldkonstante):

Equation

Kondensatoren können wie elektrische Widerstände parallel oder in Reihe geschaltet werden. Allerdings gelten hier andere Regeln als bei den Widerständen.

Auf- und Entladen eines Kondensators erfolgt exponentiell. Die Zeitkonstante für diesen Vorgang heißt Equation und gibt an, nach welcher Zeit ein Kondensator zu 63% aufgeladen bzw. entladen ist. Equation ist abhängig vom Widerstand und der Kapazität des Kondensators:

Equation
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    Bau eines Plattenkondensators

    Ein Plattenkondensator besteht aus zwei Metallplatten (Elektroden), die sich in einem bestimmten Abstand gegenüberstehen. Zwischen den Platten befindet sich ein isolierender Bereich – im einfachsten Fall handelt es sich dabei um Luft.

    Plattenkondensator (im Profil)

    Der Abstand d bezeichnet die Distanz des isolierenden Bereichs zwischen den Kondensatorplatten. Positive und negative Ladungen sind im Plattenkondensator getrennt. Die blauen Pfeile geben die Richtung des elektrischen Feldes Equation an.

    Image description
    (Quelle: Endspurt Physik, Thieme 2020)
    Lerntipp:
    Plattenkondensator

    Der Plattenkondensator ist ein beliebter Prüfungsgegenstand. Deshalb wird er auch so ausführlich besprochen. Vor allem zur Kapazität des Kondensators werden praktisch in jedem Physikum Fragen gestellt. Auch die Zellmembran ist ja, elektrisch gesehen, ein Kondensator.

    Spannung, Ladung und Kapazität des Kondensators

    Schließt man die beiden Platten eines Kondensators an eine Spannungsquelle an, so laden sich die Platten gegensätzlich auf: Ladung bzw. . Umgekehrt: Bringt man auf die Kondensatorplatten auf geeignete Weise Ladungen und , so baut sich an den Platten eine Spannung auf.

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      Kondensator

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      zuletzt bearbeitet: 02.11.2022
      Fachlicher Beirat: Prof. Dr. Dr. Hartmut Zabel, 29.01.2022
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