Physics task on capacitor discharge time?

A capacitor with C=1F and U=6V powers a 2.4-watt lamp. Below 2.2V, the lamp no longer lights up. How long does the lamp burn?

The answer should be 60s, but I don't know how to get that.

Does anyone know how to calculate this?

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mihisu
7 months ago

Ok. Gehen wir mal von einer Nennspannung von 6 V und einer Nennleistung von 2,4 W bei der Lampe aus. Für den Widerstand der Lampe erhält man dann…



Mit dem Widerstand (davon ausgehend, dass alle weiteren Widerstände, beispielsweise Leitungswiderstände, vernachlässigbar sind) und der Kapazität des Kondensators, kann man die Zeitkonstante berechnen…



Die Spannung am Kondensator nimmt nun beim Entladevorgang entsprechend exponentiell ab…



Gesucht ist nun die Zeit t. Daher löse ich die Gleichung nach der gesuchten Zeit t auf.











Im konkreten Fall erhält man bei einer anfänglichen Spannung von U₀ = 6 V die folgende Zeit t, bis die Spannung den Wert U(t) = 2,2 V erreicht hat…



Demnach ist nach etwa 15 Sekunden (statt wie angegeben nach 60 Sekunden) der Schwellwert erreicht, ab dem die Lampe nicht mehr leuchtet. (Deswegen habe ich auch danach gefragt, ob die Nennspannung der Lampe gleich 6 V ist, und nicht etwa 12 V.)

Lutz28213
7 months ago

Der Kondensatot entlädt sich über die Lampe – udn die Leistungsangabe (2,4W) bezieht sich doch wohl auf die Lampe….
Aus Spannung und Leistung kann man doch den Entladestrom berechnen (und den Lampenwiderstand) – und hat damit die Entlade-Zeitkonstante und damit dann auch die Entaldungskurve…

Lutz28213
7 months ago
Reply to  AAwan

Ist ja bereits beantwortet worden…