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Kondensator laden — einfach erklärt

Oft auch gesucht als: Ladekurve Kondensator Tau · RC-Glied Zeitkonstante

Ein Kondensator wird nicht sofort voll. Wie lange es dauert, hängt nur vom Widerstand und von der Kapazität ab.

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Was dich hier erwartet

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Erklärt von ganz vorn Ohne Vorwissen, ein Satz nach dem anderen. Wer es schon kann, überspringt es.
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Nicht vorgesagt, sondern gefragt Du bekommst Fragen, die dich hinführen. Abschreiben geht hier nicht — verstehen schon.
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Was hakt, kommt wieder Nach einem Tag, nach drei Tagen, nach einer Woche. So lange, bis es sitzt.

So sieht das beim Üben aus

Eine echte Aufgabe aus diesem Thema. Du bekommst sie nicht vorgerechnet — du wirst hingeführt.

Die Aufgabe

Ein Kondensator mit 10 µF wird über 1 kΩ geladen.
Wie groß ist die Zeitkonstante in Millisekunden?

Erste Frage an dich

Welche Formel gilt für die Zeitkonstante?

τ = R · C
τ = R : C
τ = C : R

Danach kommen 2 weitere Fragen — und am Schluss schreibst du die Antwort selbst hin. Wenn du nicht weiterweißt, gibt es einen Tipp: Sie hängt nur vom Widerstand und von der Kapazität ab.

Kondensator laden von ganz vorn

Ein Satz nach dem anderen, ohne Vorwissen.

Ein Kondensator speichert Ladung. Man kann ihn sich wie einen kleinen Eimer vorstellen, der über einen dünnen Schlauch gefüllt wird.

Der Widerstand davor ist der Schlauch: Je enger er ist, desto langsamer läuft der Eimer voll.

Die Kapazität C ist die Größe des Eimers: Je größer, desto länger dauert das Füllen.

Beides zusammen ergibt die Zeitkonstante τ (sprich „tau“): τ = R · C.

Nach einer Zeitkonstanten ist der Kondensator auf 63 % geladen. Das ist keine gerundete Schätzung, sondern ein fester Wert.

Danach geht es immer langsamer weiter: nach 2 τ sind es 86 %, nach 3 τ 95 %, nach 5 τ über 99 %. Ab 5 τ sagt man: praktisch voll.

Praktischer Rechentrick: Rechnest du in Kilo-Ohm und Mikrofarad, kommt die Zeit direkt in Millisekunden heraus.

Die Spannung spielt für die Ladezeit keine Rolle — sie kommt in der Formel gar nicht vor.

Wozu man das braucht

Schritt für Schritt

  1. Schreib R und C hin. In Kilo-Ohm und Mikrofarad kommt die Zeit direkt in Millisekunden heraus.
  2. τ = R · C ausrechnen.
  3. Kläre, was gefragt ist: eine einzelne Zeitkonstante oder der volle Ladevorgang.
  4. Für „praktisch voll“ mal 5 nehmen.
  5. Für Zwischenwerte die festen Prozentzahlen benutzen: 63 % nach 1 τ, 86 % nach 2 τ, 95 % nach 3 τ.

Ein durchgerechnetes Beispiel

Aufgabe: 100 µF wird über 10 kΩ geladen. Wann ist er praktisch voll?

  1. τ = 10 kΩ · 100 µF = 1000 ms = 1 s
  2. voll nach 5 τ
  3. 5 · 1 s

Ergebnis: 5 s

Die häufigsten Fehler

Die Spannung in die Formel gestecktτ = R · C. Die Spannung kommt gar nicht vor — sie ändert die Ladezeit nicht.
Einheiten gemischtOhm mal Farad ergibt Sekunden, Kilo-Ohm mal Mikrofarad ergibt Millisekunden. Alles andere gibt Unsinn.
Nach 1 τ für voll gehaltenNach einer Zeitkonstanten sind es erst 63 %. Voll ist er erst nach etwa 5 τ.
Restspannung unterschätztEin Kondensator im Zwischenkreis kann nach dem Abschalten noch minutenlang gefährliche Spannung führen. Immer entladen und nachmessen.

Zum Ansehen

100 % 63 % 1 τ2 τ3 τ 4 τ5 τ über 99 % τ = R · C — nach 5 τ gilt er als voll

Wörter, die man kennen muss

Kapazität CWie viel Ladung ein Kondensator aufnehmen kann. Einheit: Farad (F), meist µF.
Zeitkonstante τR · C — das Zeitmaß für das Laden und Entladen.
63 %Der Ladezustand nach genau einer Zeitkonstanten.

Das Wichtigste in Kürze

  • τ = R · C
  • kΩ · µF ergibt direkt ms.
  • Nach 1 τ: 63 % · nach 2 τ: 86 % · nach 3 τ: 95 % · nach 5 τ: über 99 %
  • Nach 5 τ gilt der Kondensator als voll.
  • Die angelegte Spannung ändert die Ladezeit nicht.
  • Beim Entladen gilt dasselbe τ — nach 1 τ sind noch 37 % übrig.

Ladekurve selbst einstellen — zum Ausprobieren

R und C bestimmen zusammen, wie schnell der Kondensator voll wird.

Das Modell zum Schieben steht in der App — dort siehst du sofort, was sich ändert, wenn du an einem Wert drehst.

Modell ausprobieren

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Lesen reicht nicht

Verstanden hast du es erst, wenn du es selbst hinschreiben kannst. Genau dafür ist diese Seite gebaut: Die Lösung sagen könnte jeder — hier kommen Fragen, die dich hinführen, und am Schluss schreibst du die Antwort selbst.

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