Seite - 165 - in Umwelt- und Bioressourcenmanagement für eine nachhaltige Zukunftsgestaltung

165 Umweltrelevante Systeme & Technologien 5 statisches Feld zwischen den Platten aus (Abbildung 5.1.6a). Die Platten ziehen sich an. In diesem Feld wird Energie gespeichert. Wird die Spannungsquelle entfernt, bleiben die Platten geladen. Man spricht von einem Kondensator. Das Verhalten von Strom und Spannung am Kondensator bei Lade- und Entladevorgängen wird von folgendem Zusammenhang beschrieben: dt dUCtI ⋅=)( (5.1.18) Dabei ist C die Kapazität in Farad (1 F = 1 A.s/V). Die Gleichungen 5.1.17 und 5.1.18 sind mathematisch analog zu den Gleichungen 5.1.6 und 5.1.7. Für die im Konden- sator gespeicherte Energie folgt analog zur kinetischen Energie: 2 2 1 UCWC ⋅⋅= (5.1.19) Wird ein Leiter von einem Strom durchflossen, bildet sich rund um diesen ein kon- zentrisches Magnetfeld aus. Wird der Leiter zu einer Spule gewickelt, überlagern sich die magnetischen Feldlinien (Abbildung 5.1.6b). Der Aufbau des Magnetfeldes ist mit Arbeit im physikalischen Sinn verbunden. Das Verhalten von Strom und Spannung an der Spule wird von folgendem Zusam- menhang beschrieben: dt dILtU ⋅=)( (5.1.20) Dabei bezeichnet L die Induktivität in Henry (1 H = 1 V.s/A). Aus Gleichung 5.1.20 folgt mit Gleichung 5.1.17 die im Magnetfeld gespeicherte Energie: 2 2 1 ILWL ⋅⋅= (5.1.21) Kondensatoren und Spulen dienen in der Elektronik zur kurzfristigen Energiespeiche- rung z.B. bei Oszillatoren. Als Speicher in der Energietechnik sind elektrische und magnetische Felder wegen der geringen Energiedichte nicht relevant. (a) (b) Abbildung 5.1.6: (a) Kondensator (Kapazität C) und (b) Spule (Induktivität L)