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Kondensator und Gleichspannung - Erklärung

Der Physikunterricht in der Schule, die Physikgrundlagen in Lehre oder im Studium beschäftigen sich unter anderem auch mit Bauelementen. Ein grundlegendes Element ist der Kondensator. Je nachdem ob Wechsel- oder Gleichspannung anliegt, sind unterschiedliche Ergebnisse zu sehen.

Bei einem Kondensator handelt es sich um ein Bauelement.
Bei einem Kondensator handelt es sich um ein Bauelement.

Was ist ein Kondensator?

  • Damit Sie verstehen können, was bei Wechsel- und Gleichspannung unter dem Einsatz eines Kondensators geschieht, müssen Sie zunächst das Bauelement als solches verstehen. Es handelt sich dabei um ein passives Element, da es selbst keine Veränderungen im Sinne einer Verstärkung hervorbringt.
  • Es gibt je nach Anwendungswunsch verschiedenste Kondensatoren. Koppel- und Entkoppelkondensatoren wirken im Detail anders als Stütz- oder Störschutzkondensatoren. Um die Grundfunktion des Bauelements zu erklären, arbeitet man aber meist mit dem Plattenkondensator.
  • Im Grunde besteht dieses Bauteil nur aus zwei Metallplatten, die eng zusammenstehen, ohne sich jedoch zu berühren. So kann im Medium zwischen ihnen (im einfachen Versuch ist das Luft) ein elektrisches Feld entstehen.
  • Dieses Feld entsteht, wenn Energie in die beiden Metallplatten fließt. Daher ist die Hauptaufgabe eines Kondensators auch die Speicherung dieser Energie.


Was passiert beim Anlegen von Gleichspannung?

  • Wird eine Gleichspannungsquelle an den Kondensator angelegt, fließen augenblicklich die Elektronen durch den Isolierstoff. Die Metallplatte, die mit dem Minuspol der Energiequelle verbunden ist, wird mit vielen Elektronen geladen. Diese fehlen nun auf der Platte, die mit dem Pluspol verbunden ist, und so wird diese Metallplatte aufgrund des Mangels an Elektronen "positiv".
  • Entfernt man nun die Gleichspannungsquelle, verbleibt der Elektrodenüberschuss auf der Metallplatte, die mit dem Minuspol der Energiequelle verbunden war. Sichtbar machen können Sie dies, indem Sie eine Lampe an den nun geladenen Kondensator anschließen.
  • Die auf der Platte "eingesperrten" Elektroden können nun durch die Lampe zur positiv geladenen Platte strömen. Dabei bringen sie die angeschlossene Lampe so lange zum Leuchten, bis so viele Elektroden von der negativ geladenen Platte zur positiv geladenen Platte geflossen sind, dass ein Ausgleich entstanden ist. Dann erlischt die Lampe, da alle gespeicherte Energie abgegeben ist.

Fazit zur Gleichspannung bei Kondensatoren

  • Das Fazit daraus ist, dass jeder Kondensator den Fluss von Gleichspannung sperrt. Beim Anlegen der Energiequelle zum Aufladen des Kondensators kommt es zu einer Spannungsveränderung; ebenso geschieht dies beim Zwischenschalten eines weiteren Bauelements wie einer Lampe. In diesen Momenten liegt streng genommen keine Gleichspannung vor.
  • Herrscht wirklich konstanter Gleichstrom, so sind die Elektronen auf ihrer Platte "gefangen" und der Stromkreis ist komplett unterbrochen. Lässt man die Gleichspannung einfach bestehen, passiert also gar nichts.
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