Abschnitt 4.3.2 · Elektrische und elektronische Bauteile · Technische Kenntnisse Klasse E. 7 Fragen, jede mit Erklärung.
Auf dieser Seite stehen alle 7 Prüfungsfragen zum Thema Kondensator (Kapitel „Elektrische und elektronische Bauteile“). Überlege erst selbst und klappe dann die Lösung auf: Dort steht der Lösungsweg und bei jeder falschen Antwort, welcher Denkfehler dahintersteckt.
Kondensator und Spule haben für Wechselstrom einen Widerstand, der von der FREQUENZ abhängt — und sie verhalten sich dabei genau entgegengesetzt. Der Kondensator muss bei jeder Halbwelle umgeladen werden; je schneller das geschieht, desto mehr Strom fließt, also SINKT sein Wechselstromwiderstand mit steigender Frequenz. Die Spule wehrt sich gegen jede Stromänderung durch Selbstinduktion; je schneller die Änderung, desto stärker die Gegenwehr, also STEIGT ihr Wechselstromwiderstand mit der Frequenz. Ein Satz zum Behalten: der Kondensator lässt Hohes durch und sperrt Tiefes, die Spule lässt Tiefes durch und sperrt Hohes. Damit ist jedes Filter erklärt, und auch, warum ein Kondensator Gleichspannung vollständig sperrt. Beim Kondensator selbst hängt die Kapazität an drei Dingen: der Plattenfläche, dem Plattenabstand und dem Material dazwischen. Größerer Abstand heißt WENIGER Kapazität. Der Drehkondensator nutzt dagegen die dritte Größe, die Fläche: seine Platten rotieren zwischen festen Platten und verändern damit die Überdeckung. Von der angelegten SPANNUNG hängt die Kapazität dagegen nicht ab; die Spannung entscheidet nur, ob das Dielektrikum durchschlägt. Bei der Spule ist es entsprechend: Windungszahl, Fläche und Kern bestimmen die Induktivität, und weil die Windungen sich gegenseitig verketten, wird die Induktivität größer, wenn man die Spule in der Länge STAUCHT — die Windungen rücken zusammen. Und selbst ein gerades Stück Draht hat eine Induktivität; das ist keine Spitzfindigkeit, sondern der Grund, warum bei hohen Frequenzen jede Zuleitung zählt. Bringt man Spule und Kondensator zusammen, gibt es genau eine Frequenz, bei der beide Blindwiderstände gleich groß sind und sich aufheben: die Resonanz. Im PARALLELschwingkreis heben sie sich so auf, dass von außen ein sehr HOHER Widerstand erscheint — deshalb sitzt der Parallelkreis dort, wo eine Frequenz stehen bleiben soll. Für HF-Filter nimmt man Kondensatoren mit möglichst verlustarmem Dielektrikum, also Keramik oder Luft, keine Elektrolytkondensatoren.
Kondensator, Frequenz steigt
Widerstand sinkt
Lässt Hohes durch, sperrt Tiefes. Gleichspannung sperrt er ganz.
Spule, Frequenz steigt
Widerstand steigt
Lässt Tiefes durch, sperrt Hohes.
Kapazität hängt ab von
Fläche, Abstand, Dielektrikum
Nicht von der Spannung.
Größerer Plattenabstand
kleinere Kapazität
Drehkondensator
Platten rotieren zwischen festen Platten
Verändert die wirksame Fläche.
Elektrolytkondensator
auf Polarität achten
Falsch eingebaut kann er bersten.
Für HF-Filter
Keramik oder Luft
Verlustarm. Kein Elko.
Induktivität vergrößern
Spule in der Länge stauchen
Windungen rücken zusammen, die Verkettung nimmt zu.
Gerades Drahtstück
hat auch Induktivität
Jeder Leiter, unabhängig von der Form.
Resonanz
beide Blindwiderstände gleich
Sie heben sich auf.
Parallelschwingkreis bei Resonanz
hochohmig
Von außen erscheint ein großer Widerstand.
Merken: Der Kondensator lässt Hohes durch, die Spule lässt Tiefes durch — daraus folgt jedes Filter. Die Kapazität hängt an Fläche, Abstand und Dielektrikum, nicht an der Spannung; größerer Abstand heißt weniger Kapazität. Eine gestauchte Spule hat mehr Induktivität. Und der Parallelschwingkreis ist bei Resonanz hochohmig.
EC201Welchen zeitlichen Verlauf hat die Spannung an einem entladenen Kondensator, wenn dieser über einen Widerstand an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen wird?ab Klasse E
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Richtig ist A:
Ein Kondensator speichert Ladung, und seine Spannung ist das Maß für diese Ladung. Ladung kann nur mit dem Strom zufließen, und der Widerstand begrenzt diesen Strom, deshalb kann die Kondensatorspannung nicht springen. Sie beginnt am entladenen Kondensator bei null und steigt an; je höher sie schon ist, desto weniger Spannung bleibt für den Widerstand, desto kleiner der Ladestrom und desto flacher der weitere Anstieg. So nähert sich die Spannung der Quellenspannung von unten und immer langsamer, während der Strom im ersten Augenblick am größten ist und abfällt. An einer Spule ist es umgekehrt, denn sie speichert den Strom in ihrem Magnetfeld: dort liegt die Spannung sofort am Höchstwert und klingt ab, während der Strom langsam ansteigt.
Kniff: Zwei Merkmale genügen: Der Anfang muss bei null liegen, weil der Kondensator entladen ist, und das Ende muss waagerecht in den Endwert einlaufen, weil der Ladestrom immer kleiner wird. Damit fällt alles weg, was beim Höchstwert beginnt oder erst spät steil wird. Verwechseln kann man den richtigen Verlauf am leichtesten mit der abfallenden Kurve, denn beide zeigen dieselbe Krümmung; sieh deshalb immer zuerst nach, wo die Kurve anfängt. Wird eine Kurve gegen das Ende hin steiler, gehört sie zu keinem Lade- oder Abklingvorgang.
EC202Welches Verhalten zeigt der Wechselstromwiderstand eines idealen Kondensators mit zunehmender Frequenz?ab Klasse E
Er sinkt.
Er steigt.
Er sinkt bis zu einem Minimum und steigt dann wieder.
Er steigt bis zu einem Maximum und sinkt dann wieder.
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Richtig ist A: Er sinkt.
Kniff: Die Gegenprobe bei Gleichspannung entscheidet: dort sperrt der Kondensator vollständig, sein Widerstand ist am unteren Ende der Frequenzachse am größten. Von da an kann er nur fallen. Zwei Antworten behaupten einen Umkehrpunkt, den ein einzelnes ideales Bauteil nicht hat.
Warum die anderen nicht stimmen:
Er steigt. – Das ist das Verhalten der Spule. Sie wehrt sich gegen schnelle Änderungen, während der Kondensator sie gerade passieren lässt.
Er sinkt bis zu einem Minimum und steigt dann wieder. – Ein Minimum setzt ein zweites Bauteil voraus: so verläuft ein Reihenschwingkreis aus Spule und Kondensator. Der ideale Kondensator allein hat keine Resonanzfrequenz.
Er steigt bis zu einem Maximum und sinkt dann wieder. – Das ist doppelt verkehrt: die Richtung gehört zur Spule, und ein Maximum entsteht erst im Parallelschwingkreis.
EC203Wodurch verringert sich die Kapazität eines Plattenkondensators? Durch ...ab Klasse E
eine größere Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums.
eine größere Spannung.
einen größeren Plattenabstand.
größere Plattenflächen.
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Richtig ist C: einen größeren Plattenabstand.
Kniff: Drei Größen bestimmen die Kapazität, und nur eine davon wirkt umgekehrt. Gefragt ist die Verringerung, suche also die Größe, die man vergrößern muss, damit die Kapazität sinkt. Eine Antwort nennt dazu eine Größe, die in der Kapazität gar nicht vorkommt.
Warum die anderen nicht stimmen:
eine größere Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums. – Ein besseres Dielektrikum erhöht die Kapazität. Die Größe ist richtig genannt, die Richtung ist verkehrt.
eine größere Spannung. – Die Spannung geht in die Kapazität nicht ein. Sie entscheidet nur darüber, ob das Dielektrikum durchschlägt.
größere Plattenflächen. – Mehr Fläche heißt mehr Kapazität. Auch das ist eine der drei maßgebenden Größen, aber in die falsche Richtung gedreht.
EC204In welchem Fall sinkt die Kapazität eines Plattenkondensators?ab Klasse E
Bei Vergrößerung der Plattenoberfläche
Bei Erhöhung der angelegten Spannung
Bei Vergrößerung der Dielektrizitätszahl
Bei Vergrößerung des Plattenabstandes
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Richtig ist D: Bei Vergrößerung des Plattenabstandes
Kniff: Alle vier Antworten beginnen mit einer Vergrößerung, entschieden wird allein über die Größe. Von den drei Größen, an denen die Kapazität hängt, wirkt einzig der Plattenabstand umgekehrt. Die vierte Antwort nennt eine Größe, die nicht dazugehört.
Warum die anderen nicht stimmen:
Bei Vergrößerung der Plattenoberfläche – Mehr Fläche bedeutet mehr Kapazität, sie steigt also. Damit ist das eine Antwort auf die umgekehrte Frage, wodurch sich die Kapazität erhöht.
Bei Erhöhung der angelegten Spannung – Die Spannung ist keine der Größen, die die Kapazität festlegen. Ob du sie erhöhst oder senkst, die Kapazität bleibt dieselbe.
Bei Vergrößerung der Dielektrizitätszahl – Eine größere Dielektrizitätszahl beschreibt ein besseres Material zwischen den Platten und hebt die Kapazität. Nur der Abstand wirkt in die andere Richtung.
EC205Von welcher der nachfolgenden Größen ist die Kapazität eines Plattenkondensators nicht abhängig?ab Klasse E
Plattenfläche
Dielektrikum
Plattenabstand
Spannung
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Richtig ist D: Spannung
Kniff: Die Verneinung steckt im Fragetext und ist leicht zu überlesen: gefragt ist die Größe, von der die Kapazität gerade nicht abhängt. Damit sind drei Antworten sachlich richtige Größen und deshalb hier falsch. Zähl innerlich die drei Größen auf, die zählen — was nicht darunter ist, ist die Lösung.
Warum die anderen nicht stimmen:
Plattenfläche – Die Fläche ist eine der drei maßgebenden Größen. Sie steht hier als Falle für alle, die das „nicht“ im Fragetext überlesen.
Dielektrikum – Das Material zwischen den Platten bestimmt die Kapazität mit. Auch diese Antwort wäre bei umgekehrt gestellter Frage richtig.
Plattenabstand – Der Abstand wirkt auf die Kapazität, nur eben umgekehrt: mehr Abstand, weniger Kapazität. Eine Abhängigkeit bleibt es trotzdem.
EC206Wie nennt man ein Bauelement, bei dem sich Platten auf einer isolierten Achse befinden, die zwischen fest stehenden Platten rotiert werden können?ab Klasse E
Styroflexkondensator
Keramischer Kondensator
Drehkondensator
Rotorkondensator
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Richtig ist C: Drehkondensator
Kniff: Der Fragetext beschreibt eine Mechanik: drehbare Platten zwischen fest stehenden Platten. Drei Antworten benennen dagegen das Material des Dielektrikums oder erfinden einen Namen. Suche den Namen, der die Bewegung beschreibt und im Katalog auch so lautet.
Warum die anderen nicht stimmen:
Styroflexkondensator – Der Name nennt den Isolierstoff zwischen den Belägen, nicht eine Mechanik. Es ist ein Kondensator mit festem Wert, an dem sich nichts drehen lässt.
Keramischer Kondensator – Auch hier steht das Dielektrikum im Namen. Keramik ist die Wahl für HF-Filter, hat mit drehbaren Platten aber nichts zu tun.
Rotorkondensator – Das Wort greift das Rotieren aus der Frage auf und klingt darum passend. Ein Bauteil dieses Namens gibt es nicht; es heißt Drehkondensator.
EC207Bei welcher der folgenden Bauformen von Kondensatoren muss beim Einbau auf die Polarität geachtet werden?ab Klasse E
Plattenkondensator
Styroflexkondensator
Elektrolytkondensator
Keramikkondensator
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Richtig ist C: Elektrolytkondensator
Kniff: Drei der vier Namen beschreiben ein festes Dielektrikum, das in beide Richtungen gleich isoliert — dort gibt es keinen Plus- und keinen Minusanschluss. Nur ein Name nennt einen Elektrolyt im Inneren, und daher kommt die Polung. Achte also darauf, welcher Name überhaupt etwas über den Aufbau im Inneren sagt.
Warum die anderen nicht stimmen:
Plattenkondensator – Der Plattenkondensator ist das symmetrische Grundmodell aus den Fragen zur Kapazität. Beide Platten sind gleichwertig, eine Polarität gibt es nicht.
Styroflexkondensator – Eine Folie zwischen zwei Belägen wirkt in beide Richtungen gleich. Ein Anschluss ist so gut wie der andere.
Keramikkondensator – Keramik als Dielektrikum ist ungepolt und in beiden Einbaurichtungen gleich brauchbar. Dieser Typ ist die Antwort auf die Frage nach HF-Filtern.
Fragen und Abbildungen: Prüfungsfragenkatalog der Bundesnetzagentur, 3. Auflage (gültig seit 24. Juni 2024), Datenlizenz Deutschland – Namensnennung – 2.0. Die Antworten sind gemischt. Erklärungen, Lösungswege und Begriffsblätter: Amateurfunk-Trainer.
