Warum wird die LED allmählich dunkler und schaltet sich dann aus, wenn sie an einen Kondensator in Reihe angeschlossen wird?

Kurze Antwort: Der Strom stoppt, wenn der Kondensator auf die Batteriespannung aufgeladen wird.

Wenn Strom durch den Stromkreis fließt, leuchtet die Glühbirne. In diesem Fall können Sie die Glühbirne als „Stromdetektor“ betrachten. Strom ist in diesem Fall Ladungsfluss und die Ladungsträger sind Elektronen. Sie werden herumgeschoben, weil die Batterie sie mit einem elektrischen Feld antreibt.

Betrachten Sie nun das Kondensatorsymbol. Es zeigt an, dass es eine Lücke zwischen den Platten gibt. Elektronen überspringen diese Lücke normalerweise nicht. Aber Sie wissen, dass Strom vorhanden ist, weil sich die Glühbirne zunächst einschaltet. Was passiert also? Elektronen werden effektiv an einer der Platten des Kondensators angesammelt, während die gegenüberliegende Platte Elektronen entfernt und "auflädt". Aber sie können sich nicht unbegrenzt ansammeln, denn je mehr sie sich anhäufen, desto mehr stoßen sie sich ab. Dazu ist grundsätzlich Energie / Arbeit erforderlich, und Sie können davon ausgehen, dass der Kondensator diese Energie speichert und später effektiv freigesetzt werden kann. Wenn der Kondensator aufgeladen wird, erhöht sich die Spannung darüber, bis die Batterie nicht mehr Elektronen schieben kann. An diesem Punkt hat sich die Kondensatorspannung der Batteriespannung angeglichen. Es fließen keine Elektronen mehr,

Um die im Kondensator gespeicherte Energie freizusetzen, entfernen Sie die Batterie aus dem Stromkreis und verbinden Sie die Drähte miteinander. Sie sollten den gleichen Effekt sehen (Glühbirne einschalten, dann dimmen, bis sie aus ist), da die Batterie diese Elektronen nicht mehr gedrückt hält und sie über die Glühbirne in die Neutralität zurückkehren.

Wenn Sie zwei Batterien hätten; eine lädt die andere auf, der Strom stoppt, wenn die stärker entladene Batterie den gleichen Ladezustand wie die andere Batterie erreicht.

Der Kondensator ist keine Batterie, aber er verhält sich wie eine in dieser Schaltung - er wird zunehmend mit einer zunehmenden Spannung aufgeladen, die den in ihn fließenden Elektronen zunehmend entgegenwirkt.

Nach einer gewissen Zeit ist ein Gleichgewichtszustand erreicht und es fließt kein Strom mehr.

Kleinere Wertkappen werden schneller aufgeladen - wenn Sie eine 10-nF-Kappe anstelle von 10 uF hätten, würden Sie die LED überhaupt nicht aufleuchten sehen - es würde so schnell passieren. Bei einem Supercap kann es Minuten oder Stunden dauern, bis die LED dunkel wird.