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[quote="phmath"]Das heißt also, wenn ich die Kondensatorenergie bei konstanter Ladung berechne, ist die Polarisationsenergie schon inbegriffen?[/quote]
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phmath
Verfasst am: 14. Mai 2015 12:57
Titel:
Dann war das wohl mein Problem. Wenn das so ist, ist nun alles klar. Danke für die Hilfe!
isi1
Verfasst am: 14. Mai 2015 12:54
Titel:
phmath hat Folgendes geschrieben:
Das heißt also, wenn ich die Kondensatorenergie bei konstanter Ladung berechne, ist die Polarisationsenergie schon inbegriffen?
Die ist immer ein Teil (1-1/εr) der Kondensatorenergie.
phmath
Verfasst am: 14. Mai 2015 12:50
Titel:
Das heißt also, wenn ich die Kondensatorenergie bei konstanter Ladung berechne, ist die Polarisationsenergie schon inbegriffen?
isi1
Verfasst am: 14. Mai 2015 12:42
Titel:
Woher Du das weißt,
phmath
? Durch die Berechnung der Kondensatorenergie mit
W = ½ * U² * C
. Und da U auf 1/εr sinkt ...
Wieviel davon steckt in der Polarisation?
Na ja, der Unterschied des
bei gleicher Spannung
berechneten Energieinhalt des Luftkondensators und des mit Dielektrikum gefüllten Kondensators.
phmath
Verfasst am: 14. Mai 2015 12:35
Titel:
Bleiben wir erstmal bei dem Fall 2, also konstante Ladung.
Q bleibt gleich, E=U/d wird zu E'=E/εr, U'=U/εr, C'=εr*C.
W=1/2 CU^2 wird zu W'=1/2 C'*U'^2=1/2 *εr*C*U^2/εr^2=W/εr. Die Energie im Feld sinkt also um den Faktor εr, wie du schon gesagt hast.
Woher weiß ich aber, dass dies nicht gerade die Energie ist, die jetzt in der Polarisation steckt? Ich habe irgendwo einen Denkfehler.
isi1
Verfasst am: 14. Mai 2015 12:16
Titel:
Da muss man zwei Fälle unterscheiden,
phmath
:
1. Kondensator hängt an konstanter Spannung (das ist Dein Fall)
2. Kondensator wurde aufgeladen und von der Stromquelle getrennt.
Im 1. Fall steigt C um den Faktor εr und da die Energie Wo = ½ U²*Co ist,
hast mit Dielektrikum die εr-fache Energie im Kondensator gespeichert.
Zugeführt wird aber U²*ΔC = U*I*t, Du gewinnst also für die Bewegung Wo(εr-1)
Im Fall 2 steigt C genau so, aber U = Q/C, wobei Q konstant ist, sinkt auf den εr-ten Teil. Hier gewinnst also für die Bewegung eine Energie von Wo(1-1/εr),
also deutlich weniger als im Fall 1, nämlich nur den εr-ten Teil.
Habe ich richtig gerechnet?
phmath hat Folgendes geschrieben:
Ich lese überall, dass dies aus der Energieerhaltung folgt, aber das Problem ist, dass die Energiedifferenz des elektrischen Feldes mit und ohne Dielektrikum in die Polarisationsenergie übergeht
Obige Rechnung zeigt, dass im Fall 1 tatsächlich nur die Hälfte der zugeführten Energie in die Polarisation übergeht, die andere Hälfte geht in die Bewegung (das Dielektrikum wird mit Kraft F hineingezogen, d.h. mit der Kraft kannst Arbeit leisten).
phmath
Verfasst am: 14. Mai 2015 10:50
Titel: Dielektrikum in Kondensator gezogen
Meine Frage:
Hallo,
ich verstehe nicht, warum ein Dielektrikum in einen Kondensator gezogen wird, wenn im Kondensator ein elektrisches Feld herrscht. Ich weiß, dass die Energie des elektrischen Feldes nach dem Einziehen des Dielektrikums kleiner wird, aber dies ist doch nur so, weil das Dielektrikum polarisiert wird. Woher kommt denn noch die kinetische Energie des Dielektrikums?
Meine Ideen:
Ich lese überall, dass dies aus der Energieerhaltung folgt, aber das Problem ist, dass die Energiedifferenz des elektrischen Feldes mit und ohne Dielektrikum in die Polarisationsenergie übergeht (dachte ich zumindest).