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?
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.)
Omg vielen Dank für diese detaillierte Erklärung! Hat mir gerade extrem geholfen. Ich hatte nur die Formel für die Spannung beim Laden des Kondensators, welche leicht anders ist, und ich bin deshalb nicht auf das richtige Resultat gekommen. Vielen Dank nochmals!
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…
Also R wäre ja U^2/P= 36/2.4= 15 Ohm und die Entlade Zeitkonstante R*C= 15*1 Wie komme ich jetzt auf die Zeit? Also wie weiss ich wie lange die Lampe noch leuchtet wenn sie bei 2.2V nicht mehr leuchtet?
Ist ja bereits beantwortet worden…