Kondensatoren sind Einrichtungen, mit denen man Spannung festhalten und Ladung verdichten kann. Mit der folgenden Versuchsaufbau nach Mackensen kann ihre Funktionsweise erläutert werden.
Dazu wird ein Plattenkondensator (die zwei flachen sich gegenüberstehenden Aluminiumplatten) über einen Bandgenerator (rechts im Bild) über Funkenschläge schrittweise aufgeladen. Der Funke springt jeweils, wenn die Kugel des Bandgenerators genügend aufgeladen ist und auf die ungeladene erste Kondensatorplatte überspringt. Zwischen den beiden parallelen Platten entsteht so ein elektrisches Feld. Der Kondensator wird dadurch schrittweise aufgeladen.
Die zweite Platte ist mit einer weiteren Kugel verbunden, die in etwas grösserem Abstand neben der ersten Platte steht. Beide werden mit Erde verbunden. Sobald die Spannung zwischen den Kondensatorplatten so hoch ist, dass ein Funken auf die zweite Kugel überspringen kann, wird der Kondensator wieder entladen und der Prozess beginnt von vorne.
Die Abstände zwischen Blatten und den beiden Kugeln sind in etwa gleich. Der erste Funken springen so lange, bis der Kondensator die Maximalspannung erreicht hat und sich über die zweite Kugel gegen Erde entlädt.
Aufbau von vorne
Aufbau von oben
Einrichtung mit Kunststoffplattte
Schaltschema des obigen Versuches
Der Versuch beginnt mit einem grossen Abstand zwischen den beiden Kondensatorplatten. Dieser Abstand wird schrittweise verringert (mittlerer und kleiner Abstand). Zum Schluss wird noch eine Kunststoffplatte zwischen die Kondensatorplatten gelegt.
Danach zählt man die Anzahl der Aufladefunken, die nötig sind, bis sich der Kondensator entlädt.
Folgende Ergebnisse können festgestellt werden:
kleiner Abstand: Entladung nach 2 Aufladefunken
mittlerer Abstand: Entladung nach 3-4 Aufladefunken
kleiner Abstand: Entladung nach 4 und mehr Aufladefunken
mit Kunststofffolie bei kleinem Abstand: um 70 Aufladefunken
Der Entladefunken mit der Kunsstofffolie ist wegen der viel höheren Ladung ausserordentlich stark (auf keinen Fall darf der Kondensator dabei berührt werden: (LEBENSGEFAHR)
Film zum oben beschriebenen Versuch
Schlussfolgerungen:
Die Speicherfähigkeit, die Kapazität (C ) eines Kondensator hängen ab von:
dem Plattenabstand (je kleiner je grösser)
der Plattengrösse (im Versuch nicht untersucht)
dem Material, das zwischen den Platten liegt (Dieletrizitätskonstante