Warum beeinflusst ein Widerstand die Ladung des Kondensators nicht?

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Warum ist für eine Schaltung wie die obige die Ladung des Kondensators direkt nach dem Hinzufügen der Batterie Kapazität * Spannung der Batterie und nicht Kapazität * (Spannung der Batterie - Spannungsabfall aufgrund des Widerstands)?

Ist die Potentialdifferenz am Kondensator nicht die Batteriespannung - der Spannungsabfall durch R1?

Ich mache Buchprobleme und es ist eine Schaltung auf diese Weise aufgebaut, und Lösungen besagen, dass die Ladung auf der oberen Platte dieses Kondensators nach Kontakt mit der Batterie 1 uF * 9 V = 9 uC beträgt.

Vielen Dank für Ihre Zeit.

Bei solchen Fragen ist die einzige Antwort "wegen der Physik". Es kann auf verschiedenen Ebenen erklärt werden. Verwenden von Analogien, Mathematik, Modellen und so weiter.

Antworten (2)

Am Widerstand liegt nur dann eine Spannung an, wenn Strom durch ihn fließt. Sobald der Kondensator aufgeladen ist, fließt kein Strom mehr.

Wenn Sie es zum ersten Mal einschalten, liegt am Kondensator keine Spannung an, sodass am Widerstand 9 V anliegen und daher 90 mA fließen. Dies fällt auf Null, wenn sich der Kondensator auflädt.

Ahh, je mehr sich der Kondensator auflädt, desto weniger Strom fließt und somit nimmt auch der Spannungsabfall aufgrund des Widerstands ab?
Jawohl. Das Produkt aus Kondensator- und Widerstandswert ergibt eine „Zeitkonstante“, eine Zahl, die sich auf die Zeit bezieht, die zum Laden des Kondensators benötigt wird. (Doppelte Zeitkonstante = doppelt so lange Ladezeit)
Wie lange braucht der Kondensator tatsächlich, um die 9 V zu erreichen und der Ladestrom auf Null zu fallen ? - Multiple-Choice-Antwort - (a) 1 CR , (b) 5 CR, (c) 1000 CR oder (d) nie.
b ist gut genug, weniger als 0,7 % Fehler. c ist so etwas wie 10^-400.

Q = C v B ist erst dann die stationäre Lösung, wenn der Kondensator vollständig aufgeladen ist. Wenn die Batterie zum ersten Mal angeschlossen wird, befindet sich keine Ladung auf dem Kondensator und somit fällt das volle Potential der Batterie über den Widerstand. Dies begrenzt den Strom, der fließt, wenn er beginnt, den Kondensator aufzuladen. Wenn sich die Ladung auf dem Kondensator aufbaut, beginnt sich die Spannung darüber aufzubauen. Dies bedeutet, dass das Potential über dem Widerstand und damit der Ladestrom sinken, wenn der Kondensator mehr Ladung aufnimmt. Die vollständige Gleichung für die Ladung des Kondensators zu einem bestimmten Zeitpunkt T nach dem Anschließen der Batterie (vorausgesetzt, sie war anfänglich ungeladen) ist:

Q = C v B [ 1 − e − T R C ]

Wie Sie sehen können, verschwindet der Exponentialterm der Gleichung nach langer Zeit (einige Zeitkonstanten) im Wesentlichen und Sie haben übrig Q = C v B .

Warum beeinflusst ein Widerstand die Ladung des Kondensators nicht?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v