Analog Audio - Grundlagen der Pro Audio Technik

Kapazität
Autor: Gerd Jüngling - Copyright: Alle Rechte vorbehalten
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Kapazität und Wechselstrom

Die bisher beschriebenen Effekte beruhten auf der Änderung eines Gleichstromes durch An- und Ausschalten oder eine anderweitig hervorgerufene Spannungsänderung. In Verbindung mit analog Audio haben wir es aber mit Wechselstrom in einem bestimmten Frequenzbereich zu tun. Was passiert also, wenn nun anstelle einer Gleichspannung eine Wechselspannung an den Kondensator angelegt wird.?

Die Antwort ist relativ einfach. Da sich der Wechselstrom permanent verändert ändert sich auch das elektrische Feld permanent mit. Bei Anlegen der Wechselspannung wird wie bei der Gleichspannung der Kondensator aufgeladen. Da aber die Wechselspannung nie einen statischen Zustand erreicht wird der Kondensator ständig aufgeladen und entladen.

Im Unterschied zur Induktivität ‚eilt’ hier jedoch die Spannung am Kondensator dem Strom nach. Da jede Änderung der Spannung immer eine Umladung des E-Feldes bewirkt, ergibt sich eine Voreilen des Stroms vor der Spannung. Auch hier ist die Verzögerung jedoch keine absolute Zeitspanne sondern eine Phasenverschiebung des Wechselstroms. Handelt es sich um eine Sinusschwingung, so kann die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung theroretisch maximal 90 Grad betragen. Dieser Wert wird jedoch in Praxis nie wirklich erreicht, da jede reale Kapazität immer mit einem Verlustwiderstand behaftet ist, der sich durch den Widertand der Luft, bzw. des Materials zwischen den Kondensatorplatten ergibt. Wie hoch die tatsächliche Phasenverschiebung ist hängt von den Eigenschaften des Stromkreises ab. Die Kapazität, der Widerstand und die Frequenz der Spannung bestimmen den Betrag der Phasenverschiebung. Im einfachsten Fall, nämlich dann wenn nur eine Wechselspannungsquelle, ein Widerstand R in einer Reihenschaltung mit einer Kapazität C vorhanden sind ist die Phasenverschiebung 45 Grad, wenn der Betrag des Widerstands gleich dem Betrag des sogenannten Blindwiderstandes der Kapazität wird.

Scheinwiderstand

Der Scheinwiderstand, oder auch kapazitiver Blindwiderstand' ermöglicht die Berechnung der Auswirkungen von Kondensatoren auf Wechselstromkreise auf einfache Art. Da die ‚Spannungs-bremsende' Wirkung der Kapazität von der Größe der Kapazität selbst aber auch von der Frequenz abhängig ist, läßt sich für eine bestimmte Frequenz ein 'Quasi'-Widerstand ermitteln, den man wie einen ohmschen Widerstand zur Berechnung verwenden kann, wenn man die Tatsache der Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom, die durch die Induktivität hervorgerufen wird berücksichtigt. Der kapazitive Blindwiderstand 'XC' beschreibt hierbei eine 'reine' Kapazität, ohne ohmsche oder induktive Anteile, die um 90 Grad in der Phase verschoben ist.

 


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