Analog Audio - Grundlagen der Pro Audio Technik

Kapazität
Autor: Gerd Jüngling - Copyright: Alle Rechte vorbehalten
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Jedes elektrische Bauteil und jeder Leiter besitzt einen 'ohmschen' Widerstand, eine Kapazität und eine Induktivität. Während Kapazität und Induktivität bei reinem Gleichstrom nur für den Ein- und Ausschaltvorgang von Bedeutung sind, sind Kapazität und Induktivität für Wechselstrom immer von gleich großer Bedeutung wie der ohmsche Widerstand. Daher ist es wichtig, die Prinzipien dieser grundlegenden Eigenschaft zu verstehen.

Zwischen Induktitivät und Kapazität gibt eine ganze Reihe von Analogien; jedoch beruhen beide Effekte auf vollkommen unterschiedlichen Grundlagen. Während die Induktivität die Auswirkungen des Magnetfeldes, dass durch jeden Stromfluss erzeugt wird, beschreibt, beschreibt die Kapazität die Effekte, die durch das elektrische Feld entstehen.

Positioniert man zwei Metallplatten mit einem bestimmten Abstand so zueinander, dass sie sich nicht berühren und elektrisch voneinander isoliert sind und legt eine Gleichspannung an diese beiden Platten an, wird man im Moment des Einschaltens einen Stromfluß messen, der nach einer kurzen Zeit aufhört. Verändert man Größe und Abstand der beiden Platten, so ändert sich dieser Stromfluss proportional zur Fläche der Platten und umgekehrt proportional zum Abstand.

Entfernt man die Spannungsquelle und schließt man die Anschlüsse der beiden Platten kurz, so misst man einen Strom, der der Stromfluss beim Einschalten entspricht.

Eine solche Vorrichtung, ein Kondensator, ist also in der Lage elektrische Energie zu speichern. Die Energie die beim Anlegen einer Spannung in den Kondensator eingebracht wird, steht nachdem man die Spannungsquelle entfernt hat an den Klemmen des Kondensators zur Verfügung. Der Kondensator wirkt also, plump ausgedrückt, wie ein Eimer in den man Strom hineingiessen und aufbewahren kann um ihn später wieder zu verwenden.

Ein Kondensator speichert die elektrische Energie in einem sogenannten elektrischen Feld, kurz E-Feld. Das Mass für diese gespeicherte Energie ist die Ladung, definiert als Strom * Zeit. Fließt ein bestimmter Strom über eine bestimmte Zeit in den Kondensator hinein, wandelt er diesen Strom in ein E-Feld mit der Ladung Q (dem Formelbuchstaben für Ladung) um. Die Einheit der Ladung Q ist das Coulomb, abgekürzt C. 1 C entspricht einer Ampere-Sekunde (As). Die Einheit ist benannt nach dem französichen Physiker Charles Augustin de Coulomb Die Bedeutung ist offensichtlich. Fließt ein Strom von 1 Ampere für die Dauer einer Sekunden in einen Kondensator, so ist dieser mit 1 As geladen.

Nachdem man einen Kondensator aufgeladen und die Spannungsquelle entfernt hat, kann man an den Klemmen die Spannung messen, die die Spannungquelle im Augenblick des Abschaltens hatte. Wie wir bereits oben gesehen haben ändert sich der Stromfluss in den Kondensator beim Anlegen der Spannung mit der Größe der beiden Platten und mit dem Abstand. Je größer die Platten sind und je enger sie aneinander stehen, umso größer wird der Stromfluß und damit auch die Ladung. Diese Eigenschaft bezeichnen wir als Kapazität. Die Kapazität eines Kondensators ist von seinen Abmessungen und von den verwendeteten Materialien abhängig. Der Zusammenhang zwischen Kapazität, Spannung und Ladung ergibt aus Q = C * U; Ladung = Kapazität * Spannung. Ist die Spannung konstant, so bestimmt die Kapazität allein die Ladung. Die Einheit der Kapazität ergibt sich ebenfalls aus dieser Gleichung zu As/V, also Ampere-Sekunden pro Volt. ( [As] = [As/V] * [V])


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