Energie elektrisches Feld eines Kondensator

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Das elektrische Feld eines Kondensators kann sehr einfach berechnet werden, wenn Sie die Spannung und die Kapazität kennen. Nutzen Sie unsern Rechner dazu.

Was ist ein Kondensator?

Ein Kondensator ist ein passives elektrisches Bauelement. Er hat die Fähigkeit eine elektrische Ladung und die damit verbundene Energie zu speichern. Die Fähigkeit eine Ladung zu speichern, nennt man auch elektrische Kapazität. Sie wird in Farad gemessen. Kondensatoren verhindern Spannungsänderungen durch ihre Ladungsspeicherfähigkeit.
Der Kondensator besteht aus zwei elektrisch leitenden Flächen, die in, in der Regel geringem Abstand, den Elektroden. Beim Kondensator heißen Sie Kondensatorbeläge. Zwischen diesen Elektroden befindet sich ein Dielektrikum. Das ist ein isolierender Bereich. Es gibt diverse Bauformen. Bei den meisten von ihnen sind die Elektroden und das Dielektrikum aufgerollt oder auch als Stapel angeordnet.
Kondensatoren sind in vielen elektrischen Anlagen und in den meisten elektronischen Geräten eingebaut. Sie bilden elektrische Energiespeicher, frequenzabhängige Widerstände und spezielle Bauformen werden auch als Sensor verwendet. Besondere Konfigurationen werden mit nichtlinearen Kondensatoren realisiert. Ein Kondensator mit höchster absoluter bzw. relativer Kapazitätskonstanz betreffend Temperaturänderungen und Alterung ist unter dem Namen Kapazitätsnormal bekannt. Höchste Anforderungen werden an die elektrische Güte, einem großen Einsatzfrequenzbereich und an die dielektrische Absorption des Dielektrikums gestellt. Sie darf nur einige Mikrovolt betragen. Thermospannungen sind nicht erwünscht. Die Eich-Kapazitätsnormale wird zur Kalibrierung herangezogen.

Das elektrische Feld in einem Kondensator

Das elektrische Feld wirkt durch die Coulombkraft auf die elektrische Ladung. Elektrische Felder gibt es überall. Die Ausbreitung von Licht und Funkwellen, die Funktion elektronischer Schaltungen und die Übertragung von elektrischer Energie werden durch das elektrische Feld erklärt. Mathematisch ist das elektrische Feld das Vektorfeld der elektrischen Feldstärke.

Das elektrische Feld im Plattenkondensator

Das elektrische Feld zwischen zwei planparallelen Kondensatorplatten, deren Ladungen von gleichem Betrag, jedoch mit verschiedenem Vorzeichen enthalten, ist fast homogen.
Für die Feldstärke gilt:
E = U/d
d = der Abstand zwischen den Platten,
U = die Spannung zwischen den beiden Platten
Das Potenzial ändert sich linear von einer Platte zur anderen um den Betrag U. Werden die Platten auseinander bewegt, so bleibt die Feldstärke konstant, die Spannung steigt. Die gegen die elektrostatische Anziehung geleistete Arbeit steckt in der Energie des Feldes.

Kapazität C

Die Kapazität eines Kondensators gibt an, wieviel Ladung ein Kondensator bei einer Spannung von 1V speichern kann und wird in Farad angegeben. Sie berechnet sich wie folgt:

C = Q/U

Q = Ladung
U = Spannung

Berechnung der Energie des elektrischen Feldes im Kondensator

Die Energie, welche ein Kondensator in seinem elektrischen Feld hat, können Sie mit unserm kostenlosen Rechner ohne große Umstände ausrechnen.

Sie tragen sind die vorgegebenen Felder die Werte ein und klicken auf ­Berechnen. Im Antwortfeld zeigt der Rechner Ihnen den gesuchten Wert an.

Hier ein Beispiel:

Kapazität des Kondensators [F]: 0,10
Spannung [V]: 80

Die Energie des elektrischen Feldes beträgt : 320,0000 J

Der Rechner zeigt Ihnen den Wert mit bis zu vier Stellen hinter dem Komma an.