Diese Formel beschreibt den
Zusammenhang der elektrischen Ladung " Q " und der
elektrischen Spannung " U " bei einem Kondensator mit der
Kapazität " C ". Da die Kapazität eines
Kondensators ( im Regelfall ) konstant ist, gibt es somit
eine direkte, lineare Abhängigkeit der Spannung und der
Ladung bei einem Kondensator. Die Aussage lautet : " Je mehr
elektrische Ladung auf einen Kondensator gebracht wird,
desto höher ist die Spannung " Weiterhin erkennt man
leicht, dass auch die folgende Aussage richtig ist : "
Hält man die Ladung " Q " auf einem Kondensator
konstant ( z.B. dadurch, dass man nach dem Aufladen die
Batterie abklemmt ), dann ist auch das Produkt " C * U "
eine Konstante ( wegen dem " = " ) ". Den Beweis
hierfür kann man sehr schön durch das sogenannte "
Umladen " von Kondensatoren erbringen. So lädt man zunächst einen
oder mehrere parallel geschaltete Kondensatoren auf. Die
Aufladung ist beendet, wenn der Kondensator die gleiche
Spannung hat wie die Batterie. Wir arbeiten m it einer Batterie die
12,26 V liefert Dann schaltet man ungeladene
Kondensatoren gleicher Kapazität diesen geladenen
Kodensatoren parallel und sorgt anschließend für
einen Ladungsausgleich. Dieser Ladungsausgleich kann dabei
im Kurzschluß geschehen, über einen Widerstand oder auch über eine
Spule. Das Ergebnis ist immer gleich : Da
beim Ladungsausgleich keine Batterie mehr anliegt, muß
wegen " Q = const. " auch " C * U = const. " sein. Und genau
dies zeigen die Messwerte. Vor dem Ladungsausgleich hatte
der geladenen Kondensator ca. 12 Volt bei der Kapazität
" C ". Nachdem ein gleich großer, leerer Kondensator
diesem geladenen Kondensator parallel geschaltet wurde, hat
sich die gesamte Kapazität der Schaltung auf " 2 * C "
erhöht, weshalb sich die Spannung halbieren mußte
auf ca. 6 Volt, wie die folgende Rechnung zeigt : " 2 * C *
1/2 * U = C * U " - was zu beweisen war. Hierbei ist es völlig
unerheblich, ob sich ein größerer Widerstand R -
hier 100 Ohm - im Schaltkreis befindet oder gar eine Spule
mit L und R. Dies deshalb, weil die Parameter " R " und " L
" nicht in der Formel " Q = C * U " vorkommen. Anmerkung : Ein Analogon hierzu ist
z.B. das Verbinden eines vollen Wasserfasses mit einem
leeren Wasserfass gleicher Größe. Der
Wasserspiegel des vorher vollen Fasses fällt nach der
Verbindung auf die Hälfte, während der Wasserstand
des vorher leeren Fasses auf halbe Fasshöhe steigt.
Ein völlig anderes Ergebnis
erhält man aus diesem letzten Schaltkreis mit der Spule
jedoch, wenn dieser Umladevorgang nicht kontinuierlich
abläuft, sondern gepulst wird. Zu diesem Zweck wird ein
Relais in den Schaltkreis eingebaut. Über dieses Relais
wird die Spule beim Umladevorgang aus dem geladenen
Kondensator immer nur kurzzeitig bestromt und dann in den zu
Beginn noch leeren Kondensator entstromt. Erstaunlicherweise zeigt der ehemals
leere Kondensator jetzt bereits eine Spannung von ca. 6
Volt, wenn die Spannung im vormals auf ca. 12 Volt
aufgeladenen Kondensator erst auf ca. 10 Volt abgesunken
ist. Addiert man beide Spannungen, so stellt man fest, dass
jetzt mehr Spannung in den Kondensatoren ist als zu Beginn
des Umladens ! Dies darf aber laut der Formel " Q = C * U "
nicht sein, weil keine weitere Ladung in die Kondensatoren
geflossen sein kann wegen der abgeklemmten Batterie
! Selbst, wenn man die Geometrie der
Spulenanordnung verändert, oder sogar einen Holzkern in
die Spulen schiebt, die Ergebnisse sind fast immer
identisch ! Wer genau hinschaut, der kann erkennen, dass
beim Versuch mit dem Holzkern sogar eine vergleichsweise
höhere Gesammtspannung in den Kondensatoren ist als bei
den Versuchen ohne Holzkern ! Hiermit steht fest : Die Gleichung " Q
= C * U " gilt nur für kontinuierlich fließende
Ströme - und ist somit nicht mehr allgemein gültig
! Diese Feststellung ist deshalb so
bedeutsam, weil - anders als in unserer heutigen Technik -
in der Natur fast alle Bewegungen gepulst sind. Man denke
z.B. nur an den Blutkreislauf - dort kennt man den Puls
explizit ! Die Erklärung für dieses
richtungsweisende Experiment, was ja auch bedeutet, dass bei
einer gepulsten Umladung nachher wesentlich mehr Energie in
den Kondensatoren ist als bei einer " normalen " Umladung im
Sinne der heutigen Physik, liefert das " Lexikon " unserer
AKADEMIE.
zweite Gruppe kurzgeschlossen zur Entleerung
beide Gruppen verbunden - es stellt sich ein Ausgleich
ein
Wir konnten jedoch durch eine sehr lange
Spule und einen Kern aus Hartholz, der die Spule gut
ausfüllte, bis zu 10 % mehr Energie einkoppeln als ohne
Holzkern.
