Kondensator-Anomalie ??

Fragen zu Elektronik und Elektro allgemein.Fragen zu Bauteilen wie z.B. Tansistoren, Dioden, Kondensatoren usw.

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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon Kondi am Sonntag 11. Oktober 2015, 17:20

@Ney
Du hast Recht, die Gesamtschaltung wird sich nicht komplett entladen.
Beim Umladen von C2 wird ja ein elektrisches Feld aufgebaut, das dem Hauptfeld entgegenwirkt und somit die komplette Entladung verhindert.

Berichtigung
3.Teilentladung bis C2 entladen ist
Nun ist die Ladung Q C1: 2 C ; C2: 0 C ; C4: 2 C
Hier beginnt die gegenpolige Aufladung (siehe M2).
Zur ‚kompletten‘ Entladung der Schaltung müsste C2 noch 2 C Ladung (Q=n) verschieben.
Da C2 beim Umladen aber ein elektrisches Feld aufbaut, das dem Hauptfeld entgegenwirkt kann sich die Schaltung nicht komplett entladen.
Der Entladevorgang endet, wenn die beiden gegeneinander wirkenden Felder gleich groß sind,
d.h. wenn die Summe der Energie in C1 und C4 gleich der entgegenwirkenden Energie in C2 ist.
------------------------------------------------------------
4.Entladevorgang beendet
Nun ist die Ladung Q C1: 1 C ; C2: (-)1 C ; C4: 1 C
Spannung (U=Q/C) an C1: 1 V ; an C2: (-)1 V ; an C4: 1 V
Energie (W=1/2*C*U²): in C1 und C4: jeweils 0,5 Ws Summe = 1 Ws ; in C2: 1 Ws
------------------------------------------------------------
Berichtigung Ende

Bei deiner Betrachtung der Spannungen beachte, dass die Symmetrie der ursprünglichen Schaltung durch die Entnahme von C3 nicht mehr gegeben ist.
Q=n (n=Anzahl der Elektronen)
Eine Anpassung der Ladung von C4 und C1 an die Ladung von C2 ist nicht möglich, da die Elektronen das Dielektrikum nicht durchdringen können.

Ich kann deine Darstellung nicht wirklich nachvollziehen, kannst du das für mich etwas einfacher erklären?

LG
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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Sonntag 11. Oktober 2015, 21:47

Ich glaube ich sollte dir mein Gewitterfass ausleihen. Dann kannst du beobachten, was die Elektronen alles können. :mrgreen: DC 0 bis 70 000 Volt einstellbar.
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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon Ney am Montag 12. Oktober 2015, 06:41

@Kondi

Deine Betrachtung ist schon wieder falsch. Was genau soll ich dir noch erklären???
Ab Punkt 4 kommst du pauschal auf je 1Coulomb und genau das ist falsch. Ich schalge folgende Gedankenspiele vor:

1) Ein Kondensator C1 wird auf eine bestimmte Spannung aufgeladen und erreicht damit eine gewisse Ladung Q1. Nachher wird die Quelle weggenommen und ein zweiter leerer Kondensator C2 wird vom C1 aufgeladen. Die erreichte Endspannung auf der Parallelschaltung hängt von den Größen der beiden Kondensatoren ab, aber die sich eingestellte Ladung wird Q1 sein
2) Das gleiche Spiel wie unter 1), nur dieses Mal wird der zweite Kondensator selbst auch aufgeladen durch eine andere separate Quelle. Wir hääten somit:
C1 an Quelle1 => Endspannung U1 und Ladung Q1
C2 an Quelle2 => Endspannung U2 und Ladung Q2
Beide Kondensatoren werden zuerst von den jeweiligen Quellen getrennt und danach miteinander verbunden => Gesamtladung Q_ges = Q1 + Q2

Jetzt wird es klar, wo dein Fehler ist. Die 2 äußeren Kondensatoren verlieren nicht mehr an Ladung, nachdem der mittlere entladen wurde (Beispiel 1), sondern teilen sich mit dem mittleren die übrige Ladung. Dass 2Coulomb drauf gehen, bis der mittlere auf 0 Coulomb kommt war schon korrekt. Ab da werden aber die übrigen 2 Coulomb aufgeteilt.
Der Gedanke der Parallelschaltung kommt daher, dass am Ende der mittlere Kondensator umgepolt wird und die erreichte Spannung als Summe der anderen 2 Spannungen zu sehen ist.
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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon Kondi am Montag 12. Oktober 2015, 18:52

@Ney
Das kann ich jetzt nicht glauben.
Du kannst doch die Gesetzmäßigkeiten einer Parallelschaltung nicht in eine Reihenschaltung übertragen, wenn auch nur in einem Gedankenspiel.
Wenn du das tust und darauf auch deine Berechnungen basieren, dann ist dein Rechenweg genauso falsch, wie der bei der Blackbox.
Du hältst meine Darstellung, die auf den Gesetzmäßigkeiten in einer Reihenschaltung beruht, bis zur Entladung von C2 auf 0 Coulomb für korrekt.
Die übrigen 2 Coulomb teilst du dann auf, wie auch immer (vermutlich schon mit Gedanken an die Parallelschaltung). Dann geht deiner Schilderung nach der Entladevorgang weiter und am Ende wird C2 umgepolt.
Wer oder was bewirkt am Ende der Entladung die Umpolung von C2?
Warum bist du der Meinung, dass die Gesetzmäßigkeit der Reihenschaltung endet, wenn C2 entladen ist?

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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon Ney am Dienstag 13. Oktober 2015, 06:20

@Kondi

Das sollte keine Glaubensfrage sein, sondern eine nüchterne Betrachtung. Anfänglich hast du eine Anomalie vermutet und wolltest nichts von Berechnungen wissen. In gewisser Weise ist das, was du in dieser Diskussion erlebt hast, schon eine kleine Evolution. Es wäre jetzt ein Fehler an diesem Punkt aufzugeben.
Ich habe mir noch ein Mal auf Papier diese Sache mit der „Blackbox“ angeschaut und mir ist aufgefallen, dass ich vorher einen Berechnungsfehler hatte.
Der Kollege @anders hatte Recht mit den 83%. Dafür muss ich mich in aller Form bei ihm entschuldigen!

Ich habe vom Anfang an vermutet, dass dein Problem mit dem Umladen des mittleren Kondensators zu tun hat. Damit geht kein Weg am Zerlegen der Schaltung vorbei. Der Kollege @anders hat angenommen, zumindest wie ich’s verstanden habe, dass dich eher die Energie interessiert und hat einen direkten Sprung gemacht. Wie auch immer…
Im Anhang findest du die Erklärung in Bildern, wie die Parallelschaltung entsteht. Die Knotenpunkte sind mit Buchstaben beschriftet (A…D). Die 3 Kondensatoren bilden einen Ring. Durch den Kurzschluss war es logischerweise nicht möglich, die Kondensatoren zu entladen. Zum Schluss bilden sich die Spannungen genau so, wie gezeichnet. Eine Last an den Knoten B-C würde nach dem abgeschlossenen Umladevorgang die Restladung aus den Kondensatoren herausholen.
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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Dienstag 13. Oktober 2015, 14:48

Kondensatoren.GIF
So mal auf die Füße gestellt ! Der Entladestrom von C1 und C3 wird zum Ladestrom für C2 und lädt diesen entgegengesetzt auf. Erst wenn sich die Spannung soweit abgebaut hat das an den Ausgangsklemmen keine Spannung mehr anliegt fließt auch kein Strom mehr! Damit ist der Entladevorgang abgeschlossen.
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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Dienstag 13. Oktober 2015, 19:35

Vorankündigung: Erfahrungsgemäß werden solche threads welche 50 Beiträge erreichen auch noch länger und für den aussenstehenden uninteressant. Ich gebe euch noch bis 60, dann wird der Thread geschlossen.

Schönen Abend alle! :sm12:

Lothar
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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon Kondi am Mittwoch 14. Oktober 2015, 18:49

@Ney

Bei meiner Fragestellung habe ich gehofft, dass sich jemand findet, der ein Energiemessgerät besitzt und die abgegebene Energie praktisch messen kann. Dann wäre das Thema mit einer Antwort erledigt.
Meine Versuche diese Energie mit Formeln zu berechnen brachten keine verwertbaren Ergebnisse, deshalb meine anfängliche Ablehnung von Theorien.
Eine für alle nachvollziebare, akzeptable und richtige Antwort haben wir immer noch nicht gefunden, und dies bei einer simplen Schaltung von 4 Kondensatoren.

Wenn du in deiner ersten Zeichnung noch ein Energiemessgerät mit Verbraucher in Reihe mit Schalter 3 einzeichnest, entspricht dies meiner Vorgabe (dann ist auch die bemängelte, etwas unfeine Art mit dem Kurzschluss vom Tisch).
Zeichnung 2 + 3 ist OK. Die Zeichnung 4 ist auch verständlich, nur benutzen wir bei der vorgegebenen Schaltung die Knotenpunkte B+C nur einmalig, zur Entnahme von C3, nicht zur weiteren Entladung.
Zur Entladung stehen nach Entnahme von C3 nur die Knotenpunkte A+D zur Verfügung (eine Gesamtentladung über B+C wäre aber möglich, nur dann das Energiemessgerät vor den Lastwiderstand schalten, da wir die Energie in C2 bisher nicht ermittelt haben).

Du verwirfst nun deine Theorie und übernimmst die von ‚anders‘ mit der Blackbox. Dies ist OK, du begründest es ja mit der Evolution von Allen.
Bei der Blackbox stört mich die Vorgabe: „Nun veränderst du die Schaltung in der Blackbox irgendwie, so dass die Kapazität nur noch 33,3nF beträgt, die Klemmenspannung aber bei 10V bleibt.“
Dies ‚hört‘ sich nach einem Befehl an, der befolgt werden muss, damit das Ergebnis ‚passt‘, egal ob die wirkliche Manipulation eventuell ganz andere Ergebnisse liefert.
Es fehlt eine logisch nachvollziehbare Begründung für diesen ‚Befehl‘.

LG
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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Mittwoch 14. Oktober 2015, 21:11

Nochmal extra für dich W =P*t und P = U*I Wenn du die zugeführte Energie mit der entnehmbaren Energie vergleichen willst musst dabei auch beachten, das durchaus auch noch Energie im Feld der Kondensatoren gespeichert ist , die aber auf Grund der geänderten Schaltung nicht restlos entnommen werden kann da entweder der Strom oder die Spannung zu NULL wird! Die zugeführte Ladung und die entnehmbare Ladung ist auf Grund der Schaltungsänderung nicht gleich! Wie dir schon gezeigt wurde entfernst du genau 1/6 der Gesamtladung, und damit der zugeführten Energie! Durch diese Schaltungsänderung verbleibt aber auch noch ein Teil der Ladung auf dem Rest der Schaltung!(wegen der Umladung des mittleren verbleibendem C) Erst wenn Deine Schaltung ein weiteres mal geändert wird, kann auch der Rest der Ladung sich ausgleichen! Zum Nachdenken: 1J= 1Ws=1V*1A*1s
Schau dir die Zeichnung von mir weiter oben an und denke nach ! Nebenbei alles was hier diskutiert wurde bezieht sich auf ideale Kondensatoren in der Praxis gibt es diese aber nicht !
Wenn du mal etwas nachdenken würdest kommst du eventuell drauf wie man die Energie beim Laden und beim entladen messen kann. (Kaloriemeter) Dazu wird die Erwärmung über einem Widerstand beim Laden mit der Erwärmung über den selben R beim Entladen verglichen!
Zuletzt geändert von der mit den kurzen Armen am Mittwoch 14. Oktober 2015, 21:17, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Mittwoch 14. Oktober 2015, 21:36

Bei meiner Fragestellung habe ich gehofft, dass sich jemand findet, der ein Energiemessgerät besitzt und die abgegebene Energie praktisch messen kann. Dann wäre das Thema mit einer Antwort erledigt.

Kondi,

wenn du hier schon mit nicht erfüllbaren Wünschen anrückst, brauchst dich nicht wundern, wenn das nicht vom Fleck geht. Das Energiemessgerät von dem du träumst gibt es nicht in der Form. Ein paar Beiträge zurück hast du noch behauptet, deine Frage sei beantwortet.
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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon Ney am Donnerstag 15. Oktober 2015, 13:06

@Kondi

Du hast meine Aussage zu der Behauptung von @anders falsch interpretiert und, nein, nein, und wieder nein, ich verwerfe keine Theorie. Mehr als das, wir haben doch alle richtigen Antworten, die dazu benötigt werden. Sie sind nur für dich nicht akzeptabel, da du davon nichts verstanden hast.

Ich habe keine Ahnung, warum du dich so sehr an Energie und Leistung festklammerst, wenn die Ladungen so schön berechnet werden können. Wärest du schlau gewesen, so hättest du meinen letzten Beitrag auf der Seite 3 ganz einfach messtechnisch nachvollziehen können. Dazu einfach die Endspannungen auf jedem Kondensator messen und die sagenhaft einfache Formel Q = C*U nachrechnen.

Ich mache dir ein Angebot: ich werde für dich alle Formel allgemein aufstellen mit allen Erklärungen, die nötig sind, so dass du nur durch Einsetzen der Klemmenspannung und der Werte der Kondensatoren die einzelnen Anfangs- und Endspannungen nachrechnen kannst. Das wird hier mein letzter fachlicher Beitrag sein, denn die Mühe scheint sich nicht zu lohnen. Viel Platz bleibt ohnehin nicht mehr, da Lothar diesen Thread schließen wird.
Es sei noch nebenbei erwähnt, dass du selbst mit einem Leistungsmessgerät nicht weiter kommen wirst. Du kannst alleine rätseln warum. Der Hinweis steckt in den theoretischen Grundlagen. Solange sie nicht vorhanden sind, tappst du ganz einfach im Dunkeln, egal welche Techniken dir zur Verfügung stehen.

Herleitung im Anhang
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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon Kondi am Sonntag 18. Oktober 2015, 19:20

@Erfinderlein
Energiemessgeräte mit Messbereichen ab 0,1 Ws gibt es.
https://www.3bscientific.de/product-man ... 131_DE.pdf
Ob es Geräte mit noch kleineren Messbereichen gibt, weiß ich nicht.
Laut ‘dmdkA‘ können die Messungen auch mit einem Kalorimeter durchgeführt werden.

Ein Praktiker würde die Schaltung sowieso auseinanderpflücken und versuchen diese mit Kondensatoren aufzubauen, die eine Messung mit seinem Messgerät möglich macht.
Denkbare Antworten wären:
-1. „Da C2 umgepolt wird habe ich dafür einen Wickel mit x Stück parallelgeschalteter Motorkondensatoren (y µF) benutzt. Da C1, C4 nicht umgepolt werden habe ich dafür Elkos mit z µF benutzt, für C3 einen Elko, der etwas kleiner als C2 ist …..
Ladespannung 200 Volt. Energieabgabe mit C3 …Ws, ohne C3 …Ws.“
-2. „Ich habe ein Messgerät mit Messbereichen ab x Ws. Müssen wirklich alle Kondensatoren bipolar sein?“

Zu „Ein paar Beiträge zurück hast du noch behauptet, deine Frage sei beantwortet.“:
Als ‚Neuer‘ im Forum habe ich meine Frage gestellt und erwartet, dass Missverständnisse durch sachliche Fragen und Antworten aus dem Weg geräumt werden.
Lese dir mal die Kommentare durch, die bis dahin geschrieben wurden. Du wirst es kaum glauben, das interessiert mich nur der guten Ordnung halber.
Mein Gedanke: „Verarschen kann ich mich selber.“Vorstellen hättest du dich auch selber können ! Tut man üblicherweise in Foren, wenn man ernst genommen werden will. So weiß ich nur, dass du ein arogantes,freches Wesen hast. Ob Männlein oder Weiblein ist auch noch dahingestellt;oder gar so ein verspielter Prof.Dr.Dr.Ing.?
Ein ausgebildeter Elektroniker -(Was ist das? der frühere Radiobastler?)- wird Begriffe wie Influenz, Ladungsverschiebung, elektrisches Feld, magnetisches Feld, p- und n-Dotierung, u.s.w. niemals ins Lächerliche ziehen. Er weiß, dass die Funktion einiger Bauelemente nur damit erklärt werden kann.
‚Anomalie‘ = ‚freie Energie‘ ist auch Quatsch. Wer kommt schon bei der „Anomalie des Wassers“ auf diesen Gedanken. Wer hat das denn behauptet ?

@Ney
In der Wissenschaft werden viele Theorien aufgestellt. Mit den zur Verfügung stehenden Techniken wird dann versucht eine Theorie durch praktische Versuche zu beweisen. Viele Theorien werden verworfen weil der praktische Test ganz andere Ergebnisse brachte.
Dies nur kurz zur Erklärung warum ich bei Theorien, die mir als ‚aus dem Ärmel geholt‘ erscheinen (z.B. Blackbox-Erklärung), immer sehr skeptisch bin.

In deiner Herleitung kann ich ab Punkt 2, bedingt durch den Satz „…. Da bei dem Ausgleichsvorgang der Strom durch alle Kondensatoren fließt, …“, deiner Erklärung nicht weiter folgen.
Aber vielleicht meinen wir ja das gleiche und drücken es nur unterschiedlich aus.

Deine Zeichnungen brachten mich auf die Idee, eine Vektorberechnung zu implementieren.
Im Anhang meine neue Herleitung zur weiteren Diskussion.

Bild 1. bis 7. zur Info, damit die weiteren Schritte nachvollziehbar sind.
(Die Infos sind auch auf etlichen Internetseiten zu finden. Sehr detailliert z.B. in Uni-Protokollen).
Bild 6. Info erklärt, warum ich im Weiteren statt Ladung Q ‚Elektronen‘ benutze.
Bild 7. Info erklärt, warum ich im Weiteren die Spannungen außer Acht lasse. Innerhalb einer Reihenschaltung sind Spannungen eine Folge der Elektronenanzahl, bewirken also nichts.

Die Bilder 10. bis 18. sind meiner Meinung nach selbsterklärend.
Bei Bild 18. endet der Entladevorgang, da die Summe der „Kräfte“ in C1+C4 gleich der gegenwirkenden „Kraft“ in C2 ist.
Hierbei (also bei Bild 18.) bin ich mir aber nicht wirklich sicher, ob das auch so stimmt. Es ist eine von mir aufgestellte Theorie, die nicht durch praktische Versuche bewiesen ist.
Kondensatorschaltung für Forum.pdf


Das sich der Kondensator C2 gegenpolig auflädt habe ich in mehreren praktischen Versuchen festgestellt. Diese Tatsache kann man also nicht wegrechnen oder wegdiskutieren. Es ist auch durch einfache eigene Versuche nachvollziehbar.
Egal welches theoretische Ergebnis „stimmt“, es ergeben sich dann neue Fragen, die alle Antworten in Frage stellen.

LG
Kondi

Anmerkung zu diesem Beitrag: In diesem thread wird nicht mehr viel in Frage gestellt werden! Lothar
Sie haben keine ausreichende Berechtigung, um die Dateianhänge dieses Beitrags anzusehen.
Zuletzt geändert von Erfinderlein am Montag 19. Oktober 2015, 06:04, insgesamt 2-mal geändert.
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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Sonntag 18. Oktober 2015, 20:17

Dein köstliches Energiemessgerät taugt nichts für Gleichstrom und dürfte überdies die Bastlerreizschwelle von 750 Euro überschreiten. Ein vergleichbares mir bekanntes liegt über 5 kiloeuro. Falls du deine Betrachtungen inzwischen auf Wechselspannung verlagert haben solltest, ist ja sowieso alles für die Katz.

Ich erinnere noch mal an das baldige Schliessen dieses threads. :sm12:

LG LG
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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon anders am Sonntag 18. Oktober 2015, 20:18

Egal welches theoretische Ergebnis „stimmt“, es ergeben sich dann neue Fragen, die alle Antworten in Frage stellen.
Warum erinnert mich das nur so an Kurt Bindl. :roll:
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Re: Kondensator-Anomalie ??

Neuer Beitragvon Ney am Montag 19. Oktober 2015, 05:51

Kondi hat geschrieben:
@Ney
In der Wissenschaft werden viele Theorien aufgestellt. Mit den zur Verfügung stehenden Techniken wird dann versucht eine Theorie durch praktische Versuche zu beweisen. Viele Theorien werden verworfen weil der praktische Test ganz andere Ergebnisse brachte.
Dies nur kurz zur Erklärung warum ich bei Theorien, die mir als ‚aus dem Ärmel geholt‘ erscheinen (z.B. Blackbox-Erklärung), immer sehr skeptisch bin.


Falsch! In der Wissenschaft werden Hypothesen aufgestellt. Erweist sich eine Hypothese als richtig, so wird sie dann zur Theorie.

Kondi hat geschrieben:
@Ney

In deiner Herleitung kann ich ab Punkt 2, bedingt durch den Satz „…. Da bei dem Ausgleichsvorgang der Strom durch alle Kondensatoren fließt, …“, deiner Erklärung nicht weiter folgen.
Aber vielleicht meinen wir ja das gleiche und drücken es nur unterschiedlich aus.

Deine Zeichnungen brachten mich auf die Idee, eine Vektorberechnung zu implementieren.
Im Anhang meine neue Herleitung zur weiteren Diskussion.


Du solltest die markierten Formeln in Excel einklopfen und danach praktische Versuche mit unterschiedlichen Kondensatoren starten, da du der eingefleischte Praktiker bist. Stimmen die Anfangs- und die Endspannungen, so ist die „Theorie“ korrekt. Eigentlich könntest du dir die praktischen Versuche sparen und stattdessen ein Simulationsprogram verwenden, z.B. PSpice. Die kostenlose Studentenversion sollte völlig ausreichen ;)

Kondi hat geschrieben:
@Ney
Im Anhang meine neue Herleitung zur weiteren Diskussion.

Bild 1. bis 7. zur Info, damit die weiteren Schritte nachvollziehbar sind.
(Die Infos sind auch auf etlichen Internetseiten zu finden. Sehr detailliert z.B. in Uni-Protokollen).
Bild 6. Info erklärt, warum ich im Weiteren statt Ladung Q ‚Elektronen‘ benutze.
Bild 7. Info erklärt, warum ich im Weiteren die Spannungen außer Acht lasse. Innerhalb einer Reihenschaltung sind Spannungen eine Folge der Elektronenanzahl, bewirken also nichts.

Die Bilder 10. bis 18. sind meiner Meinung nach selbsterklärend.
Bei Bild 18. endet der Entladevorgang, da die Summe der „Kräfte“ in C1+C4 gleich der gegenwirkenden „Kraft“ in C2 ist.
Hierbei (also bei Bild 18.) bin ich mir aber nicht wirklich sicher, ob das auch so stimmt. Es ist eine von mir aufgestellte Theorie, die nicht durch praktische Versuche bewiesen ist.
Kondensatorschaltung für Forum.pdf


Das sich der Kondensator C2 gegenpolig auflädt habe ich in mehreren praktischen Versuchen festgestellt. Diese Tatsache kann man also nicht wegrechnen oder wegdiskutieren. Es ist auch durch einfache eigene Versuche nachvollziehbar.


Diese ganze „Theorie“ hilft dir dazu, die Verhältnisse zwischen Kapazität, Spannung und Ladung zu verstehen. Genaugenommen sollte es helfen, was in deinem Fall scheinbar nicht funktioniert

Kondi hat geschrieben:
@Ney
Egal welches theoretische Ergebnis „stimmt“, es ergeben sich dann neue Fragen, die alle Antworten in Frage stellen.


Nein, es ergeben sich keine Fragen mehr. Um die Antworten in Frage zu stellen, müsstest du nachweisen, dass sich andere Spannungen am Ende einstellen. Also los geht's
Zuletzt geändert von Ney am Montag 19. Oktober 2015, 05:52, insgesamt 1-mal geändert.
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