Grundlagen elektrischer Schaltungen und des Elektromagnetismus

An einen ungeladenen Kondensator C = 10 µF wird über einen Widerstand R = 10 kΩ eine Gleichspannung angelegt. Welcher Wert liegt der Zeit am nächsten, bis die Kondensatorspannung 50 % ihres Endwerts erreicht?

  1. A50 ms
  2. BEtwa 69 ms
  3. C100 ms
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: B. Etwa 69 ms

Die Zeitkonstante ist τ = RC = 10×10³ Ω × 10×10⁻⁶ F = 0,1 s. Die Ladespannung ist v = E(1 − e^(−t/τ)); v = 0,5E gilt also bei e^(−t/τ) = 0,5, d. h. bei t = τ ln 2 ≈ 0,693 × 0,1 s ≈ 69 ms. 100 ms ist die Zeitkonstante τ selbst; zu diesem Zeitpunkt hat die Spannung etwa 63 % des Endwerts erreicht. Die Spannung steigt nicht proportional zur Zeit, daher ergibt die halbe Zeit τ nicht die halbe Spannung.

Dieses Thema üben Zur Themenseite

Weitere Fragen zu Grundlagen elektrischer Schaltungen und des Elektromagnetismus

  1. Ein ungeladener Kondensator C wird über einen Widerstand R mit der Gleichspannung E vollständig geladen. Welche Aussage über die dabei im Widerstand umgesetzte Energie ist richtig?
  2. Eine Spule und ein Widerstand von 10 Ω sind in Reihe an eine Gleichspannungsquelle mit der Quellenspannung 10 V angeschlossen, und parallel zur Spule liegt ein Widerstand von 100 Ω. Nach ausreichend langer Zeit werden die Quelle und der 10-Ω-Widerstand mit einem Schalter abgetrennt. Wie groß ist der Betrag der Spannung am 100-Ω-Widerstand unmittelbar nach dem Abtrennen? (Der Wicklungswiderstand der Spule wird vernachlässigt.)
  3. Ein geladener Plattenkondensator wird von der Quelle getrennt, und der Raum zwischen den Platten (Luft, relative Permittivität als 1 angenommen) wird lückenlos mit einem Dielektrikum der relativen Permittivität εr gefüllt. Welche Aussage über die Änderung der Spannung zwischen den Platten und der gespeicherten Energie ist richtig?
  4. Zwei Spulen mit den Selbstinduktivitäten L1 = 4 mH und L2 = 9 mH sind mit dem Kopplungsfaktor k = 0,5 magnetisch gekoppelt. Wie groß ist die Gegeninduktivität M?
  5. An die Sekundärseite eines idealen Transformators mit dem Windungszahlverhältnis N1:N2 = 10:1 wird eine ohmsche Last von 8 Ω angeschlossen. Welche Impedanz sieht man von der Primärseite aus?