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Ein '''kapazitiver Spannungsteiler''' wird für die Messung [[Hochspannung|hoher elektrischer Spannungen]] herangezogen. Eine Berechnung bzw. Realisierung erfolgt über eine serielle Anordnung von mindestens zwei [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensatoren]]. Er ist wie ein ohmscher [[Spannungsteiler#Einfacher Spannungsteiler mit zwei ohmschen Widerständen|Spannungsteiler]] aufgebaut, verwendet aber statt [[Elektrischer Widerstand#Ohmscher Widerstand|ohmschen Widerständen]] Kondensatoren und ist nur für [[Wechselspannung]] geeignet.

== Beispiel ==
In einer Schaltung befinden sich zwei Kondensatoren, Cv und Cm (Messkapazität). Die Messkapazität sollte in Bezug auf Cv relativ groß gewählt werden um die eigentliche Schaltung nicht verfälschend zu beeinflussen. In einer [[Reihenschaltung]] sind die [[Elektrische Ladung|elektrischen Ladungen]] der einzelnen Kapazitäten gleich groß. Das ergibt sich aus dem Spannungsabfall über den Kondensatoren multipliziert mit der jeweiligen [[Elektrische Kapazität|Kapazität]]. Die Ladung Q des Kondensators ist gleich <math>Q = C \cdot U</math> mit der Spannung U am Kondensator.

=== Berechnung ===
[[Datei:teilerschaltung.svg|mini|hochkant=1.2|Teilerschaltung]]
Aus <math> U_q= \frac{Q}{C_\text{Gesamt}} </math> und <math> U_m= \frac{Q}{C_m} </math> werden die Gleichungen

:<math> Q = C_\text{Gesamt} \cdot U_q</math> und <math> Q = C_m \cdot U_m</math>

wobei CGesamt eine Reihenschaltung zweier Kondensatoren darstellt. Sie wird nach der Gleichung

:<math> C_\text{Gesamt} = \frac{C_v \cdot C_m}{C_v + C_m}</math> berechnet.

Durch Gleichsetzen der beiden Ansätze für Q ergibt sich:

:<math> C_\text{Gesamt} \cdot U_q = C_m \cdot U_m </math>

Zum Abschluss erhält man nun die gesuchte Spannung

:<math> U_q = \frac{U_m \cdot C_m}{C_\text{Gesamt}}</math>

Die Messspannung UM, ablesbar am Messgerät, berechnet sich

:<math>
\begin{align}
U_m & = U_q \cdot C_\text{Gesamt} \cdot \frac{1}{C_m} \\
& = U_q \cdot \frac{C_v \cdot C_m}{C_v + C_m} \cdot \frac {1}{C_m} \\
& = U_q \cdot \frac{C_v}{C_v + C_m}
\end{align}
</math>
== Anwendung ==
Kapazitive Spannungsteiler werden zur Wechselspannungsmessung eingesetzt:
* in Mittel- und Hochspannungsanlagen des [[Stromnetz]]es als Alternative zu induktiven [[Spannungswandler (Energietechnik)|Spannungswandler]]n
* ebenda zu Prüfzwecken und zur Feststellung der Spannungsfreiheit
* als Frequenzkompensation in (Hochspannungs-)[[Tastkopf|Messspitzen]] (''voltage probes'') für Oszilloskope
* in Hochspannungslabors bis in den [[Megavolt|MV]]-Bereich zur Spannungsmessung auch bei höheren Frequenzen
Oft müssen kapazitive Spannungsteiler für Messzwecke bedämpft werden, um Resonanzen mit den parasitären Schaltungselementen (induktiv wirkende Zuleitungen) zu vermeiden. Dazu werden ggf. jedem Kondensator Widerstände zugeordnet.<ref>{{Webarchiv |url=http://www.eeh.ee.ethz.ch/uploads/tx_ethstudies/Vorlesung_Nr10_Mess_Pruef_II_FS09.pdf |text=''Mess und Prüftechnik II.'' |wayback=20160303165319}} Folie 17.</ref> Ein mittels kapazitivem Spannungsteiler frequenzkompensierter Spannungsteiler aus Widerständen kann für jede Spannungsart eingesetzt werden.

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor=Andreas Küchler
|Titel=Hochspannungstechnik. Grundlagen – Technologie – Anwendungen
|Auflage=2.
|Verlag=Springer
|Datum=2004
|ISBN=3-540-21411-9}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Elektrische Schaltung]]

Kapazitiver Spannungsteiler - Versionsgeschichte

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