Untersuchung von Wasser als Dielektrikum im Kondensator
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Messung Luftfeuchtigkeit (±0, 5%) Temperatur ±0, 1[°C] <strong>Dielektrikum</strong><br />
1 41,4% 27,7 Umgebungsluft<br />
2 41,7% 24,8 Plexiglas und Umgebungsluft<br />
3 75% 24,8 feuchtes Plexiglas und Umgebungsluft<br />
4 100% 24,8 feuchtes Plexiglas und gesättigte Umgebungsluft<br />
5 100% 24,8 Plexiglas, <strong>Wasser</strong> und Umgebungsluft<br />
6 100% 24,8 feuchtes Plexiglas und Umgebungsluft<br />
7 nicht relevant 24,8 nur Kabel<br />
Tabelle 3: Versuchsdurchführung<br />
hat. Eine siebte Messung zeigt das Entladeverhalten ohne <strong>Kondensator</strong>. Nun werden die Werte des Oszilloskops,<br />
<strong>als</strong>o die jeweiligen CSV-Dateien, mit Gnuplot gezeichnet und über die Parameter a und b der Funktion<br />
gefittet. Der Wert b der Formel (75) ist gleich dem Wert 1<br />
RC<br />
f(x) = a · exp(−b · x) (75)<br />
der Formel (51). Der Wert für Widerstand R =<br />
1MΩ±10% ist uns bekannt. Wir müssen bei unserer Berechnung nur berücksichtigen, dass der Innenwiderstand<br />
des Oszilloskops Ri = 1MΩ±10% auch einen Beitrag zum Gesamtwiderstand beiträgt. Diese beiden Widerstände<br />
sind parallel zueinander, somit berechnet sich der Gesamtwiderstand wie folgt:<br />
1<br />
=<br />
Rges<br />
1 1<br />
+<br />
R Ri<br />
⇒ 1<br />
=<br />
Rges<br />
1 1<br />
+<br />
1MΩ 1MΩ<br />
(76)<br />
(77)<br />
⇒ Rges = 500kΩ (78)<br />
Des Weiteren müssen wir beachten, dass wir in der Formel ( 75) die Gesamtkapazität der Schaltung betrachten.<br />
Da uns aber nur die <strong>Kondensator</strong>kapazität interessiert, müssen wir zunächst die Kapazität der Verkabelung<br />
untersuchen. Hierfür verwenden wir die siebte Messung, in der wir nur die Entladekurve aufgenommen haben,<br />
die sich ergibt, wenn der <strong>Kondensator</strong> aus der Schaltung entfernt wird. Hier können wir ohne Weiteres zu<br />
beachten auch die Formel ( 75) anwenden, um die Kapazität der verwendeten Kabel zu berechnen. Dieser Fit<br />
sieht wie folgt aus:<br />
25<br />
(79)