Physik Forum

[tiffi226]

hi

ich bin in der 12. klasse und hab grade ein riesen problem!!

wie haben einen test siehe bild über das thema plattenkondensator geschrieben



mein ergebnis war eine 5

wir sollen zur nächsten stunde (dienstag) sowas wie eine "MUSTERLÖSUNG" anfertigen und wollte euch mal fragen ob ihr mir nich etwas helfen könnt??

da ich gerade so einen ansatz hinbekomme aber dann nut noch fragezeichen in den augen habe wäre es am besten wenn ich jeden minischritt verstehe.
um nächstes mal besser abzuschneiden

wie gesagt ich würde euch sehr danken wenn ihr mir helft

gruß tiffi226

[GvC]

Ich weiß zwar nicht, was Du erwartest, aber ein bisschen Eigeninitiative musst Du schon zeigen. Wie willst Du denn sonst von Deiner 5 runterkommen?

Es geht hier ausschließlich um den Zusammenhang zwischen Ladung Q, Spannung U und Kapazität C eines Kondensators, der durch die Gleichung

Q = C*U

gegeben ist.

Außerdem benötigst Du die Bestimmungsgleichung für die Kapazität aus Geometrie und Materialeigenschaft:

C = eps*A/d

Dabei ist

die Dielektrizitätskonstante (Permittivität)
eps = eps(0)*eps(r)

mit
eps(0) = 8,85*10^-12 As/Vm (absolute Dielektrizitätskonstante)
eps(r) eine Verhältniszahl (Dielektrizitätszahl), die in Aufg. 1 mit eps(r) = 3,5 gegeben ist, ansonsten ist eps(r) = 1

A die Plattenfläche (Durchmesser ist gegeben)
d der Plattenabstand (ebenfalls gegebn)

Für Aufgabe 2 benötigst Du auch noch

E = U/d (Feldstärke = Spannung durch Abstand)

und

W = C*U²/2 (elektrische Feldenergie)

Aufgabe 1
a) und b) unterscheiden sich dadurch, dass unter a) die Spannung U = const. (Spannungsquelle bleibt ja angeschlossen), im Falle b) die Ladung Q = const. (wo soll sie auch hin, wenn der Kondensator von allem abgetrennt ist).

zu a)
eps wird um den Faktor 3,5 erhöht. Was bedeutet das für die Kapazität des Kondensators (Formel für die Kapazität s.o.)?
Wenn sich also die Kapazität verändert, wie verändert sich die Ladung bei konstanter Spannung?

zu b)
Kapazität wird wie in a) verändert. Wie verändert sich dann die Spannung bei konstanter Ladung?

Aufgabe 2
Im Prinzip dasselbe wie in Aufgabe 1, nur dass diesmal die Kapazität durch Veränderung des Abstabdes d verändert wird.

zu a)
folgende Fragen musst Du beantworten
- wie verändert sich bei konstanter Spannung und veränderter Kapazität die Ladung?
- wie verändert sich bei konstanter Spannung und doppeltem Abstand die Feldstärke?
- wie verändert sich bei konstanter Spannung und veränderter Kapazität die Feldenergie?

zu b)
Diesmal ist nicht die Spannung, sondern die Ladung konstant. Durch Veränderung des Abstandes wird die Kapazität verändert.
- wie verändert sich dadurch die Spannung?
- wie verändert sich bei verändertem Abstand und veränderter Spannung die Feldstärke?
- wie verändert sich bei veränderter Spannung und veränderter Kapazität die Feldenergie?

Alles mit den paar Formeln von oben zu beantworten.

Falls noch konkrete Fragen bestehen, frage!

[tiffi226]

hi

erstmal sehrvielen dank schonmal für deine hilfe!!!

ich fordere natürlich keine komplettlösung die ich abschreibe. dann ist mir auch nicht geholfen da ichs ja immernochnicht verstanden habe.

ich habe 1. a) fertig und auch alles verstanden.

jedoch weiß ich bei b) nicht weiter

so bekomme ich dann die 2. auch nicht hin.

das problem ist :

Plattenkondensator wird von spannungsquelle getrennt --> ladung bleibt konstant

die feldstärke ist U/d

aber was ändert sich und wie rechne ich es aus??

??änderungen spannung(=0) / feldstärke / kapazität


also spannung =0 da sie ja nichtmehr vorhanden ist.

feldstärke würde ich 0V / 0,05m rechnen aber man kann 0 nicht teilen.

kapazität würde ich 2,629*10(hoch -7) C / 0V rechnen aber man kann wieder nichts durch null teilen .

dort bleibe ich stehen da ich einfach nciht weiter weiß.

nochmals vielen dank + gruß tiffi226

[mw91nbg]

deine spannung ist nicht null.

du berechnest zuerst die kapazität ohne dielektrikum

dann rechnest du die ladung ohne dielektrikum aus

dann berechnest du die neue kapazität mit dieleketrikum über die formel

C=eps(0)*eps(r)*(A/d)

jetzt setzt du die neue C und die alte Ladung Q (da konstant) in die Formel C=Q/U ein und berechnest die neue spannung U. den rest hast du richtig gemacht

[GvC]

Wenn Du die Spannungsquelle abtrennst, heißt das doch nicht, dass zwischen den Kondensatorplatten keine Spannung mehr ist. Es muss doch nach wie vor gelten Q = C*U. Wenn Du die Spannungsquelle abtrennst, aber sonst noch nichts weiter machst, bleibt alles so wie mit angeschlossener Spannungsquelle (die Ladung kann ja nicht abfließen). WennDu jetzt aber die Kapazität veränderst, wird sich auch die Spannung verändern müssen, die Ladung ist ja konstant, sie kann - wie gesagt - nicht abfließen, wenn alles abgetrennt ist.

[tiffi226]

achsoooooo

ich dachte immer das wenn ich den kondensator von der spannungsquelle entferne die spannung gleich 0 ist. jedoch würde dann alles keinen sinn mehr ergeben.

werde morgen früh nochmal alles mit euren ratschlägen berechnen und hoffe shconmal das alles glatt läuft!!!

vielen dank und fals ich morgen noch eine frage hab kann ich mich ja melden

[tiffi226]

hihi

bin gerade am nochmal kontrollieren weil ichs ja morgen alles richtig haben möchte.

da ist mir aufgefallen das ich total vergessen habe die elektrische feldenergie zu berechnen

jedoch hab ich schon meine 2 tafelwerke durchsucht und keine angabe zur berechnung der elektr. feldenergie gefunden

wäre euch sehr dankbar wenn ihr nochmals helfen würdet

gruß tiffi226

[GvC]

Schau Dir meinen ersten Beitrag an, da habe ich Dir alle relevanten Formeln gegeben, auch die für die elektrische Feldenergie (= die im Kondensator gespeicherte Energie).

[tiffi226]

ups!!!

sorry des hab ich gar nicht gesehen :lo:

[tiffi226]

alles in alles habe ich jetzt alles geschaft und bin total zufrieden da ich sogar alles verstanden habe

ich möchte mich dafür bei euch allen nochmal recht herzlich bedanken

mfg tiffi226