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[quote="GvC"][quote="NilsBohr321"]Der endgültige Ausdruck darf nur einen Term mit der Größe d und a enthalten.[/quote] Wie bereits angemerkt, ist das so, wie es da steht, absoluter Quatsch. Denn selbst in der Musterlösung sind 'ne Menge anderer Größen enthalten (elektrische Feldkonstante, Permittivitätszahlen, Plattenfläche). Mir ist absolut schleierhaft, was der Aufgabensteller mit der oben zitierten Bedingung meint. Vielleicht ist ja Näheres in den beiden von Dir nicht zitierten Aufgabenteilen a) und b) enthalten. Da es hier aber in Mode gekommen ist, nur unvollständige Aufgabenstellungen zu posten, lässt sich dazu nichts weiter sagen. [quote="NilsBohr321"] den Ansatz hatte ich wie gesagt schon, aber die Auflösung der Formel nach Lösung bekomme ich absolut nicht hin.[/quote] Es geht Dir also ausschließlich um die Mathematik, während Du die zugrunde liegende Physik verstanden hast. Also [latex]C=\frac{C_1C_2}{C_1+C_2}[/latex] mit [latex]C_1=\frac{\epsilon_0\cdot\epsilon_{r1}\cdot A}{a}[/latex] und [latex]C_2=\frac{\epsilon_0\cdot\epsilon_{r2}\cdot A}{d-a}[/latex] C1 und C2 in die erste Gleichung einsetzen: [latex]C=\frac{\frac{\epsilon_0\cdot\epsilon_{r1}\cdot A}{a}\cdot \frac{\epsilon_0\cdot\epsilon_{r2}\cdot A}{d-a}}{\frac{\epsilon_0\cdot\epsilon_{r1}\cdot A}{a}+\frac{\epsilon_0\cdot\epsilon_{r2}\cdot A}{d-a}}[/latex] Nenner des Zählers in den Nenner schreiben, den Zähler des Zählers zusammenfassen und ordnen, und im Nenner den gemeinsamen Faktor [latex]\epsilon_0\cdot A[/latex] ausklammern: [latex]C=\frac{(\epsilon_0\cdot A)^2\cdot\epsilon_{r1}\cdot\epsilon_{r2}}{a\cdot(d-a)\cdot\epsilon_0\cdot A\cdot\left(\frac{\epsilon_{r1}}{a}+\frac{\epsilon_{r2}}{d-a}\right)}[/latex] [latex]\epsilon_0\cdot A[/latex] kürzen und Nenner ausmultiplizieren: [latex]C=\frac{\epsilon_0\cdot A\cdot\epsilon_{r1}\cdot\epsilon_{r2}}{\epsilon_{r1}\cdot (d-a)+\epsilon_{r2}\cdot a}[/latex] Ersten Summanden im Nenner ausmultiplizieren und ganzen Nenner ordnen: [latex]C=\frac{\epsilon_0\cdot A\cdot\epsilon_{r1}\cdot\epsilon_{r2}}{a\cdot(\epsilon_{r2}-\epsilon_{r1})+d\cdot\epsilon_{r1}}[/latex] Wenn man unbdedingt will, kann man jetzt auch noch durch [latex]\epsilon_{r1}[/latex] kürzen und erhält die Musterlösung [latex]C=\frac{\epsilon_0\cdot A\cdot\epsilon_{r2}}{a\cdot(\frac{\epsilon_{r2}}{\epsilon_{r1}}-1)+d}[/latex][/quote]
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GvC
Verfasst am: 27. Jan 2020 15:24
Titel:
NilsBohr321 hat Folgendes geschrieben:
Der endgültige Ausdruck darf nur einen Term mit der Größe d und a enthalten.
Wie bereits angemerkt, ist das so, wie es da steht, absoluter Quatsch. Denn selbst in der Musterlösung sind 'ne Menge anderer Größen enthalten (elektrische Feldkonstante, Permittivitätszahlen, Plattenfläche). Mir ist absolut schleierhaft, was der Aufgabensteller mit der oben zitierten Bedingung meint. Vielleicht ist ja Näheres in den beiden von Dir nicht zitierten Aufgabenteilen a) und b) enthalten. Da es hier aber in Mode gekommen ist, nur unvollständige Aufgabenstellungen zu posten, lässt sich dazu nichts weiter sagen.
NilsBohr321 hat Folgendes geschrieben:
den Ansatz hatte ich wie gesagt schon, aber die Auflösung der Formel nach Lösung bekomme ich absolut nicht hin.
Es geht Dir also ausschließlich um die Mathematik, während Du die zugrunde liegende Physik verstanden hast. Also
mit
und
C1 und C2 in die erste Gleichung einsetzen:
Nenner des Zählers in den Nenner schreiben, den Zähler des Zählers zusammenfassen und ordnen, und im Nenner den gemeinsamen Faktor
ausklammern:
kürzen und Nenner ausmultiplizieren:
Ersten Summanden im Nenner ausmultiplizieren und ganzen Nenner ordnen:
Wenn man unbdedingt will, kann man jetzt auch noch durch
kürzen und erhält die Musterlösung
NilsBohr321
Verfasst am: 27. Jan 2020 01:31
Titel:
Hallo, danke schonmal für die flotte Antwort,
anbei die aufgabe, sowie Lösung. den Ansatz hatte ich wie gesagt schon, aber die Auflösung der Formel nach Lösung bekomme ich absolut nicht hin. habe es heute den ganzen tag schon versucht, aber ich komme einfach nicht drauf.
Aufgabe:
Ein Plattenkondensator mit variablen Abstand a hat folgenden geometrischen Aufbau:| Bild im Anhang |
Bestimmen Sie den allgemeinen Ausdruck für die Gesamtkapazität des Plattenkondensators in Abhängigkeit vom Abstand a. Der endgültige Ausdruck darf nur einen Term mit der Größe d und a enthalten.
GvC
Verfasst am: 25. Jan 2020 21:54
Titel:
Ohne Skizze lassen sich hier nur Vermutungen anstellen. Ich vermute mal, dass es sich um einen Kondensator mit geschichtetem Dielektrikum handelt. Allerdings ist nicht klar, worum es sich bei dem "variablen Abstand a" handelt. Ist das ein variabler Plattenabstand mit d als Schichtdicke des einen Dielektrikums (welches?), oder ist das ein Plattenkondensator mit festem Plattenabstand d und variabler Schichtdicke eines der beiden Dielektrika?
Im Übrigen bezweifle ich, dass sich die Kapazität nur mit d und a ausdrücken lässt. Deshalb: Wie lautet die wortwörtliche Aufgabenstellung im Original? Und wie sieht die zugehörige Skizze aus?
NilsBohr321
Verfasst am: 25. Jan 2020 21:27
Titel: Plattenkondensator / Gesamtkapazität
Meine Frage:
Guten Abend,
anbei eine Aufgabe, die ich nicht gelöst bekomme. Kann mir jemand helfen?
Ein Plattenkondensator mit variablen Abstand a hat folgenden geometrischen Aufbau:
A=1m^2
a= variabel
Er1= 1
E0= 8,85*10^.(-12) F/m
d= 0,05m
Er2= 10
Wie löse ich die Gleichung nach Cges auf, sodass der endgültige Ausdruck nur einen Term der Größe d und a enthält?
Habe bereits die Ausdrücke für c1 und c2 in die erste Gleichung eingesetzt und jetzt komme ich nicht weiter.
Danke im voraus
Meine Ideen:
Cges=\frac{C1*C2}{C1+C2}
C1=E0*E1*\frac{A}{a}
C2=E0*E2*\frac{A}{d-a}