diff --git a/contents/solutions/AK201.md b/contents/solutions/AK201.md new file mode 100644 index 0000000..40f9f27 --- /dev/null +++ b/contents/solutions/AK201.md @@ -0,0 +1,44 @@ +## Erklärung + +Ein hochohmiger Widerstand entlädt die Netzteilkondensatoren kontrolliert, begrenzt den Stromstoß und reduziert damit die Gefahr von Lichtbogen, Bauteilschäden und Verletzungen. + +### Warum ein hochohmiger Widerstand? + +Bei der Entladung eines Netzteilkondensators fließt der Strom durch den Entladewiderstand. + +$R$ ist so gewählt: +* dass der Anfangsstrom begrenzt bleibt: + + $I_0 = \frac{U_0}{R}$ + +* der Stromstoß nicht zu einer Lichtbogenbildung führt, +* sich keine zerstörerischen Spannungs- und Stromspitzen an Bauteilen bilden, +* die Entladung trotzdem innerhalb einer praktikablen Zeit (z. B. wenige Sekunden bis Minuten) abgeschlossen ist. + +Ein niederohmiger Widerstand oder direkter Kurzschluss würde: +* einen sehr hohen Anfangsstrom erzeugen, +* innere Widerstände des Kondensators überlasten, +* zu plötzlichen Spannungsabfällen und Stromspitzen in der Schaltung führen, +* im Extremfall Kondensator, Bauelemente oder Leiterbahnen beschädigen, +* Funkenbildung und damit Brandgefahr erhöhen. + +### Warum muss die Leistung des Widerstands ausreichend sein? + +Die im Kondensator gespeicherte Energie beträgt: + +$E = \frac{1}{2} \cdot C \cdot {U_0}^2$ + +Diese wird beim Entladen in Wärme umgesetzt. + +Kurzzeitig wird der Widerstand einer Leistung von + +$P_0 = \frac{{U_0}^2}{R}$ + +ausgesetzt. + +Bei $R = \qty{100}{k\Ohm}$ und $U_0 = \qty{400}{\volt}$ ergibt sich somit eine Leistung von $P_0 = \qty{1,6}{\watt}$. + +Deshalb muss der Widerstand: +* eine genügend hohe Nennleistung haben, +* für die kurzfristige Überlastungsfähigkeit (Pulsbelastung) ausgelegt sein, +* entsprechend groß dimensioniert sein, um Überhitzung zu vermeiden.