Kondensator-Entladewiderstand vorbemessen
Schätzen Sie den theoretisch maximalen Entladewiderstand, mit dem ein Kondensator eine vorgegebene Zielspannung innerhalb der gewünschten Zeit erreicht.
Vorabversion: Das Ergebnis ist keine Entlade-, Berührungs- oder Sicherheitsfreigabe für elektrische Anlagen oder Geräte.
Geben Sie Kapazität, Spannungen und zulässige Entladezeit ein.
Formelbasis
Aus dem RC-Entladegesetz folgt für 0 < Uₜ < U₀ Rmax = t / [C · ln(U₀/Uₜ)]. Die Anfangsleistung beträgt P₀ = U₀²/R, der Anfangsstrom I₀ = U₀/R. Die gespeicherte Energie ist E = ½ · C · U²; die bis Uₜ dissipierte Energie entspricht der Differenz der Anfangs- und Restenergie.
Beispiel
Für C = 100 µF, U₀ = 400 V, Uₜ = 60 V und t = 60 s beträgt die theoretische Obergrenze rund 316 kΩ. Der Anfangswert der Widerstandsleistung liegt bei rund 0,51 W; daraus folgt noch keine ausreichende Bauteilauslegung.
Häufige Fragen
Warum muss die Zielspannung größer als 0 V sein?
Ein idealer Kondensator nähert sich bei einer RC-Entladung der Nullspannung exponentiell an, erreicht sie aber mathematisch nicht in endlicher Zeit.
Was bedeutet der maximale Widerstand?
Im Idealmodell darf der Widerstand höchstens diesen Wert haben, damit die Zielspannung innerhalb der vorgegebenen Zeit erreicht wird. Nennwert und Toleranz müssen bei der Auswahl gemeinsam betrachtet werden.
Ist die Anfangsleistung die erforderliche Dauerleistung?
Nein. Sie ist die momentane Leistung zu Beginn der Entladung. Zusätzlich sind zeitlicher Verlauf, Pulsenergie, Wiederholrate und thermische Randbedingungen des konkreten Widerstands zu prüfen.