refactor: reihe_parallel_gemischt

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Matthias Jung
2026-05-16 21:34:49 +02:00
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commit d8cbdb9429
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Bei einer Reihenschaltung von Kondensatoren dürfen die Kapazitäten nicht direkt addiert werden. Stattdessen gilt:
$ \frac{1}{C_\mathrm{ges}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3} $
Zunächst bringen wir alle Werte auf dieselbe Einheit:
$ C_1 = \qty{0,10}{\nano\farad} = \qty{100}{\pico\farad} $
Nun setzen wir die Werte ein:
$ \frac{1}{C_\mathrm{ges}} = \frac{1}{\qty{100}{\pico\farad}} + \frac{1}{\qty{47}{\pico\farad}} + \frac{1}{\qty{22}{\pico\farad}} $
Berechnung:
$ \frac{1}{C_\mathrm{ges}} \approx (0{,}01 + 0{,}0213 + 0{,}0455) \frac{1}{\unit{\pico\farad}} \approx 0{,}0768 \frac{1}{\unit{\pico\farad}} $
Kehrwert bilden:
$ C_\mathrm{ges} \approx \qty{13,0}{\pico\farad} $
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Bei einer Parallelschaltung von Kapazitäten werden die einzelnen Kapazitätswerte direkt addiert. Auch die Eigenkapazität der Spule liegt hier parallel zu den Kondensatoren und wird daher mitgerechnet.
Zunächst werden alle Werte in Picofarad umgerechnet:
$ C_1 = \qty{0,1}{\nano\farad} = \qty{100}{\pico\farad} $
$ C_2 = \qty{1,5}{\nano\farad} = \qty{1500}{\pico\farad} $
$ C_3 = \qty{220}{\pico\farad} $
$ C_\mathrm{Spule} = \qty{1}{\pico\farad} $
Nun werden alle Kapazitäten addiert:
$ C_\mathrm{ges} = C_1 + C_2 + C_3 + C_\mathrm{Spule} $
$ C_\mathrm{ges} = \qty{100}{\pico\farad} + \qty{1500}{\pico\farad} + \qty{220}{\pico\farad} + \qty{1}{\pico\farad} = \qty{1821}{\pico\farad} $
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Zunächst berechnen wir den kapazitiven Blindwiderstand des Kondensators:
$ X_C = \frac{1}{2 \pi f C} $
Werte einsetzen:
$ X_C = \frac{1}{2 \pi \cdot \qty{1}{\mega\hertz} \cdot \qty{1}{\nano\farad}} \approx \qty{159}{\ohm} $
Nun berechnen wir den Betrag des Scheinwiderstands mit dem Satz des Pythagoras:
$ |Z| = \sqrt{R^2 + X_C^2} = \sqrt{(\qty{100}{\ohm})^2 + (\qty{159}{\ohm})^2} \approx \qty{188}{\ohm} $
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Zunächst berechnen wir den induktiven Blindwiderstand der Spule:
$ X_L = 2 \pi f L $
Werte einsetzen:
$ X_L = 2 \pi \cdot \qty{1}{\mega\hertz} \cdot \qty{100}{\micro\henry} \approx \qty{628}{\ohm} $
Nun berechnen wir den Betrag des Scheinwiderstands mit dem Satz des Pythagoras:
$ |Z| = \sqrt{R^2 + X_L^2} = \sqrt{(\qty{100}{\ohm})^2 + (\qty{628}{\ohm})^2} \approx \qty{636}{\ohm} $