Angenommen, Sie laden einen Kondensator mit einer 10-V-Batterie auf. Der Kondensator hat eine Potentialdifferenz (pd) von 10 V, sobald er vollständig aufgeladen ist. Wenn Sie dann eine Glühbirne an den Kondensator anschließen, beträgt der pd über der Glühbirne ebenfalls 10 V, bis er bei der Entladung des Kondensators exponentiell auf 0 abfällt.
Wie unterscheidet sich dies davon, einen variablen Widerstand in Reihe mit einer 10-V-Batterie und einer identischen Glühbirne zu schalten und dann den Widerstand des Widerstands zu erhöhen, sodass der pd über der Glühbirne mit der gleichen Rate abnimmt wie beim Kondensator?
Ich habe gelesen, dass der Kondensator eine größere Ausgangsleistung erzeugt, aber wie kann das wahr sein? Die Verwendung eines Kondensators anstelle einer Batterie würde weder dazu führen, dass der pd über der Glühbirne größer wird, noch würde es dazu führen, dass der Strom durch die Glühbirne größer wird (der Strom mit einem Kondensator wäre anfangs derselbe wie bei der Glühbirne). an eine Batterie angeschlossen, würde aber zusammen mit der pd exponentiell abfallen).
Wie führt also das Entladen eines Kondensators zu einer größeren Energie- und Leistungsabgabe als die Verwendung einer Batterie?
Sie denken an perfekte Batterien, die ihr Potenzial unter jeder Last (Strom) beibehalten könnten, aber echte Batterien haben immer einen gewissen Innenwiderstand , der unter Last einen Spannungsabfall verursacht .
Da der Innenwiderstand eines Kondensators viel geringer ist, kann er wesentlich höhere Ströme liefern.
Der Grund für diesen Unterschied ist, dass in einer Batterie eine Latenzzeit mit der chemischen Reaktion verbunden ist, um die chemische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, [während ein] Kondensator die elektrische Energie direkt auf den Platten speichert, sodass die Entladerate für Kondensatoren in direktem Zusammenhang steht die Leitungsfähigkeit der Kondensatorplatten [ Science News for Students ].
Verwechseln Sie Energie und Kraft nicht. Der Kondensator hat mit ziemlicher Sicherheit eine weitaus geringere Energiekapazität. Was es wahrscheinlich tun kann, ist, seine geringe Energiemenge sehr schnell abzugeben, sodass seine Leistung für einen kurzen Moment höher ist. Es wäre vergleichbar mit einem Rennen zwischen einem Sprinter und einem Marathonläufer. Der Sprinter wird viel schneller starten, aber viel schneller ermüden. Der Marathonläufer wird viel länger durchhalten.