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Aufgabe

Energieinhalt eines Kondensators

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Erläutere die Vor- und Nachteile eines Kondensator wie dieses Goldcaps gegenüber einem Akku.

Berechne die maximale Energiemenge, die dieser Goldcap speichern kann.

Hinweis: Farad (\(F\)) bedeutet Amperesekunden pro Volt.

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Ein Kondensator kann im Gegensatz zu einem Akku sehr schnell und beliebig oft aufgeladen werden. Er altert also nicht so stark, entlädt sich allerdings auch langsam alleine.

Die Spannung des Kondensators sinkt mit der Entladung kontinuierlich ab, die Batterie bleibt hingegen lange in der Nähe der angegebenen Betriebsspannung.

Wird der Goldcap mit seiner Maximalspannung von \(2,3\,\rm{V}\) aufgeladen, so besitzt er eine Ladung von \[Q = 22{\,\rm{F}} \cdot 2,3{\,\rm{V}} = 50{\,\rm{As}}\] Daraus ergibt sich dann eine elektrische Energie von \[{E_{{\rm{el}}}} =\frac{1}{2}\cdot U \cdot Q \Rightarrow {E_{{\rm{el}}}} =\frac{1}{2}\cdot 2,3{\,\rm{V}} \cdot 50{\,\rm{As}} = 57,5{\,\rm{J}}\]

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Elektrische Arbeit und Leistung