gA P1.2 Kondensatoren

Ein Kondensator ist ein elektrisches Bauteil, mit dessen Hilfe elektrische Ladungen und damit elektrische Energie gespeichert werden kann.

Im folgenden Experiment sollen Sie den Entladungsvorgang eines Kondensators, der mit einem Widerstand in Reihe geschaltet ist, messen. Sie sollen selbstständig eine geeignete Kombination aus Kondensator und Widerstand auswählen. Es gilt:

• Je größer die Kapazität \(C\) eines Kondensators ist, desto mehr Ladungen \(Q\) können bei einer bestimmten Spannung \(U\) auf diesem gespeichert werden (\(C = \frac{Q}{U}\)).
• Je größer der in Reihe geschaltete Widerstand \(R\) ist, desto geringer ist die Stromstärke \(I\) des Auf- bzw. Entladestroms bei gleicher Spannung \(U\) (\(I = \frac{U}{R}\)).

E01.01: Wählen Sie in der folgenden Simulation eine sinnvolle Kombination aus einem Widerstand und einem Kondensator aus. Sinnvoll soll hier bedeuten, dass der Auf- bzw. Entladevorgang in einem sinnvoll messbaren Zeitintervall abläuft. Testen Sie die Auflade- und Entladevorgänge.

E01.02: Messen Sie für 3 Kombinationen aus Kondensator und Widerstand den Aufladevorgang bzw. Entladevorgang (Stromstärke \(I\) in Abhängigkeit von der Zeit \(t\)) und erstellen Sie ein 3 geeignete Schaubilder, in das Sie für jeweils eine Kombination die Messwerte beider Vorgänge einzeichnen.

E02.01: Übertragen Sie das virtuelle Experiment auf die reale Laborsituation, indem Sie eine sinnvolle Kombination aus einem Widerstand und einem Kondensator auswählen. Sinnvoll soll auch hier bedeuten, dass der Auf- bzw. Entladevorgang in einem sinnvoll messbaren Zeitintervall abläuft. Testen Sie die Auflade- und Entladevorgänge.

E02.02: Messen Sie für 3 Kombinationen aus Kondensator und Widerstand den Aufladevorgang bzw. Entladevorgang (Stromstärke \(I\) in Abhängigkeit von der Zeit \(t\)) und erstellen Sie ein 3 geeignete Schaubilder, in das Sie für jeweils eine Kombination die Messwerte beider Vorgänge einzeichnen.

E02.03: Ermitteln Sie mit Hilfe einer geeigneten Regression ein mathematisches Modell für die von Ihnen gemessenen Vorgänge.