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Aufgabenstellung:

Für die Schaltung nach der Abbildung sind folgende Werte gegeben:

Abbildung

Zum Zeitpunkt sind und entladen Alle Schalter sind geöffnet.

a) Zum Zeitpunkt wird der Schalter geschlossen. Skizzieren Sie den Verlauf der Spannung im Bereich bis Berechnen Sie alle dafür notwendigen Zeitkonstanten.

b) Zum Zeitpunkt wird der Schalter wieder geöffnet und Schalter geschlossen. Wie groß ist die Gesamtkapazität der beiden Kondensatoren und ? Welche Auswirkung hat dieser Vorgang auf die Spannung ?

c) Zum Zeitpunkt wird zusätzlich der Schalter geschlossen. Skizzieren Sie den weiteren Verlauf der Spannung für bis . Berechnen Sie alle dafür notwendigen Zeitkonstanten.

Lösungsweg:

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Fall a)

wird geladen.

Fall b)

und sind jetzt parallel geschaltet.

Die Gesamtladung bleibt erhalten und verteilt sich jetzt auf und .

const., d. h. es muss sein:

oder

sinkt schlagartig auf ab, da die Kapazität bei gleich bleibender Ladung gröBer wird.

Fall c)

Die beiden parallel geschalteten Kondensatoren werden jetzt über entladen.

Den gesamten Zeitverlauf von wird unten dargestellt

Abbildung

Zeitverlauf von

Lösung:

Siehe oben.