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Plattenkondensator Berechnung, HILFE
 
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mariiaaa



Anmeldungsdatum: 09.05.2012
Beiträge: 9

Beitrag mariiaaa Verfasst am: 09. Mai 2012 15:23    Titel: Plattenkondensator Berechnung, HILFE Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo liebe Physiker, ich hab am Freitag Schularbeit in Physik und kenne mich bei diesem Beispiel nicht aus, bitte könnt ihr mir helfen!

Ein Plattenkondensator mit einer Kapazizät von 10nF bei einem Plattenabstand von 3mm wird auf 1 kV aufgeladen und anschließend von der Stromquelle getrennt.
a) Welche Ladungsmenge befindet sich auf den Platten? Wie viel Energie hat er gespeichert?
(Landungsmenge hab ich nicht geschafft, aber Energie schon.)

b) Nun wird der Plattenabstand auf 5mm erhöht. Wie ändert sich die Kapazität des Kondensators? Was passiert mit der Spannung der gespeicherten Energie?
(das hab ich gar nicht geschafft) :(

Meine Ideen:
Also bei a) kommt bei Energie 0,005 J raus.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 09. Mai 2012 15:50    Titel: Antworten mit Zitat

a)



b)



und:

Da der Kondensator von der Spannungsquelle getrennt wurde, muss die Ladung auf den Platten dieselbe wie zuvor sein. Sie kann ja nicht abfließen. Dann ist wieder der grundsätzliche Zusammenhang zwischen Ladung, Kapazität und Spannung zu beachten



Wenn also C auf 1/5 des ursprünglichen Wertes zurückgeht, muss bei Q=const. U auf den fünffachen Wert steigen. Damit ergibt sich dann auch die fünffache gespeicherte Energie. Preisfrage: Wo kommt die zusätzliche Energie her?
mariiaaa



Anmeldungsdatum: 09.05.2012
Beiträge: 9

Beitrag mariiaaa Verfasst am: 09. Mai 2012 16:02    Titel: Antworten mit Zitat

Also ich hab jetzt alles ausgerechnet, bei b) die Kapazität und die Spannung, aber ich krieg das mit der gespeicherten Energie trotzdem noch nciht hin. Die Lösung ist 0,0083 J, aber bei mir kommt was falsches raus, in welche Formel muss ich denn was einsetzten. W = (C * U² )/2 oder??
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 09. Mai 2012 17:40    Titel: Antworten mit Zitat

Der von mir eingeführte Faktor 5 hat Dich vielleicht verwirrt. Das war mein Fehler. Ich war fälschlicherweise davon ausgegangen, dass der Plattenabstand von 1mm auf 5mm vergrößert würde, dabei war der ursprüngliche Plattenabstand ja 3mm (hatte ich falsch gelesen). Das Prinzip ist aber dasselbe.

Zustand 1:









Zustand 2:



Die gegebenen Werte eingesetzt, ergibt





Da die Ladung konstant ist, gilt



Daraus folgt



Die gegebenen Werte eingesetzt, ergibt






Die gerade berechneten Werte für C2 und U2 kannst Du sowohl numerisch als auch allgemein einsetzen. Ich mach das hier mal allgemein, um erstens die grundlegenden Zusammenhänge zu verdeutlichen und zweitens keine Rundungsfehler mitzuschleppen.



Wenn Du hier die gegebenen Werte einsetzt, erhältst Du die Musterlösung.

mariiaaa



Anmeldungsdatum: 09.05.2012
Beiträge: 9

Beitrag mariiaaa Verfasst am: 09. Mai 2012 17:52    Titel: Antworten mit Zitat

Herzlichen Dank!!!!!!!

aber eines ist mir noch unklar, wieso hast du U2 so kompliziert ausgerechnet? Ich hab nämlich einfach U2 = Q/C2 gerechnet und es ist richtig rausgekommen.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 10. Mai 2012 10:37    Titel: Antworten mit Zitat

mariiaaa hat Folgendes geschrieben:
aber eines ist mir noch unklar, wieso hast du U2 so kompliziert ausgerechnet?


Um Dir die allgemeinen Zusammenhänge zu verdeutlichen. Wenn die Kapazität um einen bestimmten Faktor verringert wird, vergrößert sich die Spannung um denselben Faktor. Nimm mal an, es sei weder nach Q noch nach C2 gefragt worden. Dann kannst Du U2 auch berechnen, ohne Q und C2 zuvor berechnet zu haben.
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