bandchefVerfasst am: 15. Mai 2010 14:07 Titel: Sicherheitsfaktor?
Hi Leute!
Unten im Bild hab ich eine Aufgabe bei der ich die a) schon richtige geschafft habe. Musterlösungergebnis r=2,51cm
Bei b) hab ich zwar auch das richtige Ergebnis raus, aber die Sache mit dem Sicherheitsfaktor von 5 noch nicht ganz verstanden. Ich hab hierbei folgende Formel angesetzt:
mit und folgt:
Das Ergebnis stimmt mit der Musterlösung überein. Des Weiteren soll ja die Energie der Stromquelle berechnet werden. Ich hab hier angesetzt: Die Spnnung U hab ich über mi t=7,8ms berechnet.
Und genau diese 5 im Nenner scheint richtig zu sein, aber dennoch verstehe ich nicht so ganz warum... Könnt ihr mir das erklären? Die berechnete el. Energie stimmt leider nicht mit dem Ergebnis der Musterlösung von 8,34mWs überein. Ich weiß aber auch nicht so ganz wie ich das anders ausrechnen soll...
Die beiden Dielektrika liegen parallel. Demnach liegt an beiden dieselbe Spannung, die linear mit der Zeit ansteigt. bei gleichem Plattenabstand herrscht in beiden Dielektrika also dieselbe Feldstärke. Im Material 1 ist demnach die Durchschlagfestigkeit ED1 = 30MV/m eher ereicht. Sie ist also die dimensionierende Größe. Ein Sicherheitsfaktor von 5 bedeutet, dass die maximal zulässige Feldstärke ein Fünftel der minimalen Durchschlagfeldstärke beträgt (6MV/m), d.h. dass diese Feldstärke noch um den Faktor 5 erhöht werden könnte, bevor der Durchschlag passiert.
Bei der Berechnung der von der Stromquelle gelieferten Energie hast Du fälschlicherweise angenommen, dass die maximale Spannung Umax = 3kV von Anfang an am Kondensator und damit an der Stromquelle anliegt. Sie steigt aber von Null linear mit der Zeit an. Die Energie muss also die Hälfte des von Dir berechneten Wertes betragen. Wie der Musterlöser auf den von Dir angegebenen Wert kommt, ist mir schleierhaft, es sei denn Du hast nicht alle Informationen gegeben. Welche Rolle spielt beispielsweise der Schalter S2, der die ganze Zeit ja offenbar geöffnet ist. Wird der zwischenzeitlich mal geschlossen und wieder geöffnet?
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