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 Betreff des Beitrags: elektrisches Feld
BeitragVerfasst: Do Okt 23, 2014 10:54 am 
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Registriert: Do Okt 23, 2014 10:42 am
Beiträge: 2
Hallo, die grundsätzliche Frage ist die Berechnung der Kapazität eines Kondensators durch Influenz.

Wenn ich beispielsweise ein isoliertes Metalldach 300m2 (Holzkonstruktion als Dielektrikum) nehme. Das Gebäude steht in der Nähe einer Hochspannungsleitung, 16kV Wechselspannung. Eine gemessenes Feld 350 nano Tesla. Wie kann ich die Kapazität des Daches berechnen.
Wie addiert sich die Gesamtspannung?, Welcher Strom fleißt bei der Entladung bei idealem Widerstand des anderen Potentials (Lichtbogen)? Leistung des Spannungsüberschlages?

Für eine nachvollziehbare Lösung des Problems wäre ich sehr dankbar?

Gruß und gute Zeit

Die Ursache


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 Betreff des Beitrags: Re: elektrisches Feld
BeitragVerfasst: Do Okt 23, 2014 11:48 am 
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Registriert: Di Mär 13, 2007 7:25 pm
Beiträge: 3395
Wohnort: München
Wenn Du die Kapazität wissen willst, nützen die 350 nT nicht viel. Das Magnetfeld wird ziemlich abgeschirmt durch ein leitendes (oder sogar magnetisierbares) Dach.
Die Kapazität kannst abschätzen z.B. C = ε * A/d = 1,3 nF bei d=2m

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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ


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 Betreff des Beitrags: Re: elektrisches Feld
BeitragVerfasst: Sa Okt 25, 2014 10:08 am 
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Registriert: So Feb 22, 2009 1:32 pm
Beiträge: 1697
Die Formulierung des Eingangsposts lässt vermuten, dass der Fragesteller wenig oder möglicherweise überhaupt keine Ahnung von der Elektroetchnik hat. Der Thread ist überschrieben mit "elektrisches Feld", als eine gegebene Größe wird aber die magnetische Induktion genannt, die damit überhaupt nichts zu tun hat, da sie vom Strom in der Leitung abhängt, von dem aber keine Information gegeben ist. Außerdem wäre die magnetische Induktion des Erdmagnetfeldes bereits ohne Leitungsstrom mehr als 100 mal größer als die angegebene.

Die Tatsache, dass von einer 16-kV-Wechselspannungsleitung die Rede ist, lässt die Frage offen, ob damit tatsächlich ein einphasiges System gemeint ist. Anderenfalls hätte die Leitung als Drehstromleitung charakterisiert werden müssen.

Ein isoliertes, also nicht geerdetes Metalldach widerspricht allen Bauvorschriften. Außerem: Unter "Kapazität des Metalldaches" lässt sich nichts vorstellen, solange nicht die Gegenelektrode genannt wird. Geht es also um die Kapazität zwischen Leitung und Metalldach oder um die zwischen Metalldach und Erde? Da die Holzkonstruktion als "Dielektrikum" genannt wird, ist wohl die Kapazität zwischen Dach und Erde gemeint (siehe Rechnung von isi1, wobei ein Abstand zwischen Dach und Erde von 2m etwas gering erscheint). Grundsätzlich, so sagt der Fragesteller, ginge es um die "Berechnung der Kapazität eines Kondensators durch Influenz". Nun hat Influenz unter Umständen zwar etwas mit einem Kondensator zu tun, seine Kapazität ist aber ausschließlich durch seine Geometrie und die dielektrischen Materialeigenschaften bestimmt, d.h. die Kapazität ist auch ohne Influenz vorhanden. Was also ist tatsächlich gemeint?

Obskur ist auch die Frage nach einer Addition der Gesamtspannung. Ist damit die Aufteilung der Spannung zwischen Leitung und Dach einerseits und Dach und Erde anererseits gemeint? Falls ja, so müssten beide Kapazitäten bestimmt und die kapazitive Spannungsteilerregel angewendet werden. Zur Bestimmung der Kapazitäten fehlen aber die geometrischen Daten.

Noch obskurer erscheint die Frage nach einem Entladstrom "bei idealem Widerstand des anderen Potentials". Was ist der Widerstand eines Potentials? Wann ist er ideal? Oder ist damit gemeint, dass in erster Näherung der Lichtbogenwiderstand zu Null angenommen werden soll. Dann hinge der Strom ausschließlich von der Kurzschlussimpedanz des Generators und der Leitung ab und hätte mit der kapazitiven Anordnung überhaupt nichts mehr zu tun. Aber wie sollte es überhaupt erstmal zu einem Lichtbogen kommen?

Mit einer "nachvollziehbaren Lösung des Problems" kann also erst aufgewartet werden, wenn die Aufgabenstellung nachvollziehbar wird. Salopp gefragt: Was will der Fragesteller eigentlich? Welchen praktischen Hintergrund haben seine Fragen?


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 Betreff des Beitrags: Re: elektrisches Feld
BeitragVerfasst: Sa Okt 25, 2014 1:54 pm 
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Registriert: Do Okt 23, 2014 10:42 am
Beiträge: 2
Hallo, zunächst einmal hast Du Recht. Die Frage ist nicht präzise genug formuliert.

Magnetisches Feld ist ein Überbegriff, unter welchem auch Elektrostatik, Influenz und Induktion zu subsumieren ist.
Drehstrom gibt es nicht. Aber Dreiphasenwechselspannung. Bahnlinien sind mit einer Phase ausgestattet.
Zum Strom in der Bahnleitung kann ich nichts sagen.


1. Es geht um ein Metalldach auf einer Holzkonstruktion
2. Das Widerlager der Holzkonstruktion, ein Doppel T - Träger ist geerdet.
3. Das Metalldach reicht im mm - Bereich an den Träger
4. Das Dach ist nicht geerdet

Es liegt also folglich ein Kondensatorsystem vor. Würde ich eine Spannung anlegen (Dach + --- Träger -) wäre zu erwarten, dass sich das Metalldach aufläd.

Es liegt aber keine Spannung an.


Bekanntermaßen sprühen Hochspannungsleitung im Rahmen der Elektrostatik ein Ladung ab und besetzten Luftmoleküle. Schließt man an eine Metallplatte, welche der Ladung ausgesetzt wird, ein Ampermeter an ist ein Stromfluss messbar.

So weit so gut.................... In nahezu jedem Kopierer wird dieses Verfahren angewendet.



Was passiert, wenn die Metallplatte permanent mit der Ladung besprüht wird, ohne dass das Dach geerdet ist ? Wie kann ich das berechnen?


Und Du hast erneut Recht. Ich hab vor mehr als 25 Jahren E-Technik studiert und das meiste der Grundlagen sicherlich vergessen.


Vielen Dank im Voraus für alle freundlich und fachlich kompetent formulierten Antworten

Die Ursache


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 Betreff des Beitrags: Re: elektrisches Feld
BeitragVerfasst: Sa Okt 25, 2014 4:02 pm 
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Site Admin

Registriert: Di Mär 13, 2007 7:25 pm
Beiträge: 3395
Wohnort: München
Also nehmen wir die Frage halt als "problema", Ursache, wenn ich aus 'Nathan der Weise' zitieren darf. Denn jedenfalls hat GvC recht, ein Blechdach muss geerdet werden (mit 16 mm²).
Unabhängig davon hast Du bei Deinem 16kV-"Dreiphasenwechselstrom" im Durchschnitt die Spannung Null, da sich die Feldstärken der drei Phasen weitgehend gegenseitig aufheben. Zudem hat so ein Holzgestell natürlich auch einen Widerstand, der die winzigen Ladungen bequem abtransportiert. Ich bin überzeugt, dass Du zu Deinen nT am Dach höchstens mV bzw. µA messen wirst.

Ist denn die Leitung direkt über dem Dach? Und in welchem Abstand? Skizziere doch bitte mal die Anordnung.

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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ


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