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[quote="GvC"][quote="Karatekater"]Kennst du den faradayschen Käfig?[/quote] Das hat mit dem Faradayschen Käfig nichts zu tun. Im Faradyschen Käfig ergibt sich durch ein äußeres Feld eine ungleichmäßige Ladungsverteilung auf der Oberfläche der Kugel (durch Influenz). Die Gesamtladung auf der Kugel ist dabei Null. Diese ungleiche Ladungsverteilung ist die Ursache eines Feldes im Inneren der Kugel, welches dem äußeren entgegengesetzt gleich groß ist. Damit bleibt das Innere der Kugel feldfrei. Der vorliegende Fall beschreibt eine ganz andere Situation.[/quote]
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expedient
Verfasst am: 28. Feb 2010 20:20
Titel:
wow danke das ist einleuchtend
Das hat jetzt nicht soviel mit diesem Problem hier zu tun aber ich möchte deswegen kein extra Thread aufmachen:
Gibt es irgendwo eine Sammlung von Ersatzschaltbildern für alle möglichen Aufbauten, die man in der Elektrotechnik so machen kann? Wir haben nämlich oft mal solche Aufgaben, bei denen wir Ersatzschaltbilder angeben sollen, z.B. für so eine Kugel, die dann mehrere verschiedene Dielektrika beinhaltet. Bei einfacheren Aufbauten kann man sich ja sowas noch leicht überlegen, aber man kann solche Aufgaben ja beliebig schwierig machen, daher meine Frage.
schnudl
Verfasst am: 28. Feb 2010 18:22
Titel:
Eine geometrisch-bildliche Erklärung, weshalb sich das Feld im Inneren aufhebt bekommt man aus folgender Überlegung (der Satz von Gauss ist natürlich viel viel eleganter...)
Da
ist
Das Feld in P, hervorgerufen vom oberen Segment ist aber
Ebenso
Wegen des obigen Zusammenhangs ist daher E1=E2. Da die Richtungen entgegengesetzt sind, bleibt nur E(ges)=0.
ist die Flächenladungsdichte.
Da man so also zu einem Flächenladungssegment auf der einen Seite immer ein Segment auf der Gegenseite findet, welches ersteres kompensiert, ist das Gesamtfeld in P auch Null.
GvC
Verfasst am: 28. Feb 2010 17:39
Titel:
Karatekater hat Folgendes geschrieben:
Kennst du den faradayschen Käfig?
Das hat mit dem Faradayschen Käfig nichts zu tun. Im Faradyschen Käfig ergibt sich durch ein äußeres Feld eine ungleichmäßige Ladungsverteilung auf der Oberfläche der Kugel (durch Influenz). Die Gesamtladung auf der Kugel ist dabei Null. Diese ungleiche Ladungsverteilung ist die Ursache eines Feldes im Inneren der Kugel, welches dem äußeren entgegengesetzt gleich groß ist. Damit bleibt das Innere der Kugel feldfrei. Der vorliegende Fall beschreibt eine ganz andere Situation.
GvC
Verfasst am: 28. Feb 2010 17:29
Titel:
Expedient hat Folgendes geschrieben:
Und wäre das Ergebnis auch richtig, wenn Q1 positiv wäre?
Ja! Der Gaußsche Flusssatz gilt immer. Die Wirkung der gleichmäßig auf der Kugel verteilten Ladung hebt sich in jedem Punkt innerhalb der Kugel gegenseitig auf.
Karatekater
Verfasst am: 28. Feb 2010 17:22
Titel:
Kennst du den faradayschen Käfig?
expedient
Verfasst am: 28. Feb 2010 17:19
Titel: Grundlagenfrage Elektrostatik Feldberechnung in Kugel
Hallo allesamt, habe hier schon des öfteren hilfreiche Threads entdeckt, nun muss ich mal selber eine Frage stellen
Es geht um den Aufbau, den ich als Bild angehangen habe:
Es stellt den Querschnitt einer im Mittelpunkt des Kugelkoordinatensystems konzentrisch liegenden Kugel dar.
Man soll das elektrische Feld
innerhalb der Kugel berechnen.
Die Lösung ist
Streng mathematisch gesehen leuchtet mir diese Lösung auch ein, d.h. mit dem Satz von Gauß schließt man Q2 mit einer Hüllfläche ein, die vom Radius abhängig ist und stellt dann um, um das elektrische Feld in Abhängigkeit von Q2 zu erhalten. Aber was ich nicht begreife:
Bei dieser Annahme vernachlässigt man doch Q1 vollkommen. Q1 ist negativ, d.h. es müsste doch (auch innerhalb der Kugel) eine zusätzliche anziehende Kraft (in Richtung der Kugeloberfläche) wirken. Diese Kraft ist aber in der Berechnung nicht enthalten... warum?
Und wäre das Ergebnis auch richtig, wenn Q1 positiv wäre?
Vielen Dank für Eure Zeit.