Energie geht nicht verloren, und Energie ist Spannung * Ladung. Annahme: Die beiden C haben die gleiche Kapazität. Über den 1. Kondensator sieht man Q = C * U, der zweite Kondensator ist zunächst ungeladen. Beim Abschalten der Spannungsquelle und Zuschalten des zweiten Kondensators ergibt sich nun ein Ladungsausgleich, am Ende sind beide Kondensatoren mit Q = 2C * U/2 geladen. Energiebetrachung:
Generell: E = U * Q
Fall: E = U * C * U
Fall: E = U * 2C * U / 2 -> E = U * C * U -> E = Q * U
Man sieht also, daß die Zuschaltung des zweiten Kondensators nur die beiden Faktoren Q und U in der Gleichung für E vertauscht. Der Grund dafür ist natürlich feinstofflicher Natur.
Hirn nicht abgeben, aber Prof hatte schon recht. Ob Null dafür gerecht ist, steht auf einem anderen Blatt. Wenn irgend etwas offensichtlich ist, dann muss man das auch hinschreiben. Vielleicht bin ich aber durch meine Mathe-Lehrerin geschädigt, aber so was habe ich seit meiner Kindheit im Urin.
Errinert mich an die 9. oder 10. Klasse Physikunterricht. Die Aufgabenstellung war mit Hilfe eines Thermometers, eines bekannten Widerstands, einer unbekannten idealen Spannungsquelle, einer Uhr und einem Liter Wasser ein unbekanntes Strommessgerät zu kalibrieren. Gefordert war lediglich *ein* korrekter Messpunkt.
Ich habe hingeschrieben "Man schließt das Messgerät kurz und macht den Strich bei 0A". Volle Punktzahl :-)
Nun und? Der einzige Fehler war, zu =FCbersehen, da=DF e =3D 0,5 * C * U * = U w=E4re, was aber an der prinzipiellen Korrektheit der Betrachtung nichts =E4ndert. Weder geht Energie verloren, noch wird welche gewonnen, die gespeicherte Energie teilt sich auf die Kondensatoren nur anders auf. Es tut mir ja so leid f=FCr dich, aber Formelsammlungen existieren.
Allein schon das Wort "Troll" zeigt mir jedoch, da=DF de.sci.electronics trotz einiger lesenswerter Texte im Herzen immer noch Usenet ist, also Schmuddel aus dem Internet. Von daher sollte man dse in die Tonne kloppen, wie mir scheint.
Nein, Holger, leider nicht. Die Ladung teilt sich zu gleichen Teilen auf, damit liegt an jedem Kondensator nur noch die halbe Spannung. Und da die Energie wie Du richtig angemerkt hast Q * U ist, hast Du jetzt in jedem Kondensator nur noch ein Viertel der Anfangsgesamtenergie, da sich sowohl Ladung als auch Spannung halbiert haben.
Wo steht geschrieben, daß Aufgaben für angehende Ingenieure die Fragen direkt stellen müssen? "Was fehlt in diesem Schaltbild um den Entladeverlust zu erläutern?" wäre doch albern.
Dann schreibt man das hin.
Offensichtlich die Falsche Formel zum Schaltungsverhalten herangezogen.
I = U/R gilt nur für R > 0, wobei R eben nicht beliebig klein sein darf.
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Gruß, Raimund
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Nur dass da nirgendwo ein Draht im Schaltbild ist, sondern eine ideale Verbindung. Und die hat nicht nur R=0, sondern sogar X=0+j0, sonst wäre da ja auch ein Induktivitäts- oder Kapazitätssymbol zu sehen. Die Schaltung besitzt in der Näherung, die das Schaltbild darstellt keinerlei räumliche Ausdehnung.
Und bekommt damit vermutlich auch volle Punktzahl. Zumindest würde ich das so benoten.
Das ist nicht das Problem. Unterschiedliche Potentiale dürfen nicht ideal leitend (also mit X=0+j0) verbunden werden. Punkt.
Meine Antwort damals (hatte noch recht viel Zeit): Fachlich sicher nicht immer korrekt, aber nunja:
a) Die Parallelschaltung zweier idealer Kondensatoren unterschiedlicher Spannungen kommt im Schaltmoment der Parallelschaltung zweier idealer Spannungsquellen verschiedener Spannungen gleich, was formell nicht möglich ist, daher gibt es keine Lösung.
b) Betrachtet man die Schaltung unter Einfügung eines resistiven (induktiven) Zweipols, so ergibt sich für R (L) > 0 eine Lösung. Für den Fall eines Widerstandes ergibt sich für den fließenden Strom im Schaltmoment ein positiver Wert, sowie für die Zeitableitung des Stromes ein negativer. Für den Fall der Induktivität ergibt sich im Schaltmoment I = 0, und I(punkt) positiv. Im Grenzübergang ergeben sich folgende "Grenzwerte": R: I = +(unendlich), I(punkt) = 0 L: I = 0, I(punkt) = +(unendlich) Da R = 0 aber dem Fall L = 0 entspricht, ergeben sich so für diesen Fall zwei unterschiedliche Lösungen, so dass es keine einheitliche Lösung gibt.
c) Da alle Bauteile als punktförmig angenommen werden, aus dem im Schaltmoment Energie freigesetzt wird. Was in diesem Fall genau geschieht, ist unbekannt, die Forschung in diesem Thema (plötzliche Freisetzung von Energie aus einem Objekt der Größe Null) legt nahe, dass es sich um einen Vorgang handelt, der gemeinhin als "Urknall" bezeichnet wird, und aus dem ein Universum entsteht. Womit der Verbleib der verlorenen Energie geklärt wäre.
d) Da die Antworten a) bis d) vermutlich falsch sind, siehe e)
e) Siehe d)
f) 42
Gab null Punkte, wie auch irgendwie zu erwarten war. Bei der Noteneinsicht drohte der Prof gleich zu Beginn, dass er jede Diskussion über diese Aufgabe mit einer sofortigen Verschlechterung der Endnote beantworten wird.
Natuerlich hast du recht, ich wundere mich nur warum Leute da an implizite Widerstaende denken, ab Abstrahlungen, delta-Funktionen usw. Man kanns kurz so formulieren: es stellt sich eben genau die Spannung ein fuer die die Gesamtenergie erhalten ist.
Ja meinst du im Ernst, in so einer Schaltung ohne jede dissipativen Elemente, geht Energie verloren? Natuerlich ist die physikalische Intuition, die auf Erhaltsungssaetzen beruht, hier richtig.
Kommt mit bekannt vor...habs ja auch schon geschrieben: Es ist schädlich, in hiesigen Prüfungen sien Hirn zum eigenständigen Denken über die erlernten Schema hinaus anzuwenden. Mach einfach, was da steht, hinterfrag den Sinn nicht, sondern schreib hin, was der Prüfer lesen will.
Und dann wundert man sich, warum immer mehr Ings rausgehen und nicht fähig sind, einfachste Entwicklungen zuwege zu bringen.
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