Ein Kondensator speichert Ladung; die Kapazität C = Q/U gibt an, wie viel Ladung pro Volt gespeichert wird. Plattenkondensator: C = ε₀·ε_r·A/d.
Bedeutung (Warum?)
Zwischen den Platten herrscht ein homogenes Feld \(E=U/d\). Größere Fläche und kleinerer Abstand erhöhen die Kapazität; ein Dielektrikum (\(\varepsilon_r>1\)) schwächt das Feld und lässt bei gleicher Spannung mehr Ladung zu.
Nutzen (Wozu?)
Energiespeicher in Elektronik, Füllstandssensor (Prüfung 2023), Tastaturen, Blitzgeräte. Lade- und Entladevorgang verlaufen exponentiell mit \(\tau=RC\). Thema in Physik der FOS/BOS (Technik), Jahrgangsstufe 12.
Funktionsweise (Wie?)
Kapazität aus Geometrie oder aus \(Q\) und \(U\). Energie als Dreiecksfläche im Q-U-Diagramm: \(W=\tfrac12 QU=\tfrac12 CU^{2}\).
Praxisbeispiel (Wo?)
Quadratische Platten \(a=30\,\text{cm}\), \(d=5\,\text{mm}\), Luft: \(C=8{,}854\cdot10^{-12}\cdot\tfrac{0{,}09}{0{,}005}\,\text{F}\approx1{,}6\cdot10^{-10}\,\text{F}=160\,\text{pF}\).
Merksatz
C = Q/U. Große Fläche, kleiner Abstand, Dielektrikum → große Kapazität. Einheit Farad (meist pF…µF).
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