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[quote="377 Ohm"][quote="Lorz"]Denn wie soll man mit einem abnehmenden Feld (entweder räumlich abnehmend und/oder in seiner Stärke) physikalisch erklären, dass nun leichter/mehr Ladungen auf die Platten gebracht/abgezogen werden können?[/quote] Das ist so eine Sache mit dem "abnehmenden Feld". Für mich besteht der "Trick" darin, in die Nähe der Kondensatorplatten entgegengesetzte Ladungen zu bringen. Je näher desto besser. Die sorgen dafür, dass die Ladungen auf den Platten stark (*) gebunden werden und ihr Bestreben nachlässt, den Kondensator zu verlassen. (*) von wegen "verringertes" Feld[/quote]
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<table border="0" cellpadding="3" cellspacing="1" width="100%" class="forumline"> <tr> <th class="thCornerL" width="22%" height="26">Autor</th> <th class="thCornerR">Nachricht</th> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row1"><span class="name"><a name=""></a><b>377 Ohm</b></span></td> <td class="row1" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 16. Nov 2025 10:25<span class="gen"> </span> Titel: Re: Dielektrikum Polarisation vs Influenz</span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody"></span><table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed"><b>Lorz hat Folgendes geschrieben:</b></span></td> </tr> <tr> <td class="quote">Denn wie soll man mit einem abnehmenden Feld (entweder räumlich abnehmend und/oder in seiner Stärke) physikalisch erklären, dass nun leichter/mehr Ladungen auf die Platten gebracht/abgezogen werden können?</td> </tr></table><span class="postbody"> <br />Das ist so eine Sache mit dem "abnehmenden Feld". Für mich besteht der "Trick" darin, in die Nähe der Kondensatorplatten entgegengesetzte Ladungen zu bringen. Je näher desto besser. Die sorgen dafür, dass die Ladungen auf den Platten stark (*) gebunden werden und ihr Bestreben nachlässt, den Kondensator zu verlassen. <br /> <br />(*) von wegen "verringertes" Feld</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row2"><span class="name"><a name=""></a><b>Lorz</b></span></td> <td class="row2" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 16. Nov 2025 00:06<span class="gen"> </span> Titel: Re: Dielektrikum Polarisation vs Influenz</span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody"></span><table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed"><b>377 Ohm hat Folgendes geschrieben:</b></span></td> </tr> <tr> <td class="quote"></span><table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed"><b>Lorz hat Folgendes geschrieben:</b></span></td> </tr> <tr> <td class="quote">Physikalisch (und nicht rein mathematisch) begründet, könnte man wahrscheinlich sagen, dass sich das in den Raum (außerhalb des Plattenkondensators) fortsetzende E-Feld verkleinert <-> abgeschwächt ist und somit die elektrische Kraft auf Leitungen, die die beiden Platten verbinden verkleinert ist.</td> </tr></table><span class="postbody"> <br />Ich glaube, das E-Feld außerhalb des Plattenkondensators darf man (innerhalb der üblichen Näherungen) ignorieren. Nur das Feld zwischen den Platten spielt eine Rolle. Dabei hat man es aber mit zwei verschiedenen Feldern zu tun: einmal das Feld in dem Luftspalt (zwischen dem Metall/Dielektrikum und den Kondensatorplatten) und dem Feld im Dielektrikum oder Metall (0). Das erstere hat genau den gleichen Wert wie vor dem Einschieben des Mediums, und ist festgelegt durch die Ladungsdichte auf den Platten: <img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?\epsilon_0 = 8.854 \times 10^{-12} \rm As/Vm"> heißt, dass 8.854 pC/m^2 eine Feldstärke von 1 V/m implizieren. <br /> <br />Wenn man eine Metallplatte mit einer Dicke von 90% des Plattenabstands einfügt, hat man praktisch zwei neue Kondensatoren in Serie geschaltet. Die neuen Kondensatoren mit jeweils 5% des Plattenabstands haben jeweils die 20-fache Kapazität, und wegen der Serienschaltung steigt die Kapazität dann auf das 10-fache. <br /> <br /></span><table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed"><b>Zitat:</b></span></td> </tr> <tr> <td class="quote">Die Polarisierbarkeit des Materials soll hier Feldabschwächung schaffen. Aber warum ist ein Isolator so ein guter Feldabschwächer/Polarisator?</td> </tr></table><span class="postbody"> <br />"Feldabschwächung" ist etwas irreführend und bezieht sich nur auf das über das ganze Volumen des Kondensators <span style="font-weight: bold">gemittelte</span> Feld. Der Unterschied zu einem Metall ist nur, dass die Ladungen in einem Dielektrikum fest an neutrale Atome/Moleküle gebunden sind. Die Dipole sind zwar neutral, und im Innern des Dielektrikums verschwindet die Gesamtladungsdichte, aber durch die Ausrichtung der Dipole entsteht <span style="font-weight: bold">an der Oberfläche</span> des Dielektrikums eine Flächenladungsdichte <img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?- \nabla \cdot P"> ganz ähnlich wie bei dem hineingeschobenen Metall.</td> </tr></table><span class="postbody"> <br /> <br />Danke auf für Deine Antwort @377 Ohm! <br /> <br />Also die Formeln kann ich gut nachvollziehen, in der Hinsicht, dass ich verstehe, wie ich ein kleines d oder ein hohe epsilon_r verrechne und wie hier die Proportionalitäten sind. <br /> <br />Aber der Frage nach dem warum - da wird es doch knackig. Die Formeln fallen ja nicht vom Himmel (auch wenn ich sie mir experimentell erarbeiten kann). Und ich schätze es so ein, dass äußere Feld sogar einbezogen werden muss, um die Physik eines Plattenkondensators zu verstehen. Auch wenn dieses äußere Feld immer klein wird mit zunehmendem Abstand zum Plattenkondensator. <br />Denn wie soll man mit einem abnehmenden Feld (entweder räumlich abnehmend und/oder in seiner Stärke) physikalisch erklären, dass nun leichter/mehr Ladungen auf die Platten gebracht/abgezogen werden können? ...sicher, die Formel sagt einem das. Aber Argumentation OHNE Formel?</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row1"><span class="name"><a name=""></a><b>Lorz</b></span></td> <td class="row1" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 15. Nov 2025 23:55<span class="gen"> </span> Titel: Re: Dielektrikum Polarisation vs Influenz</span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody"></span><table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed"><b>ML hat Folgendes geschrieben:</b></span></td> </tr> <tr> <td class="quote">Hallo, <br /> <br />die Kapazität eines Plattenkondensators lautet: <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?C = \frac{\epsilon_0 \epsilon_r A}{d}"> <br /> <br />Wenn Du die Kapazität durch Einbringen eines Metalls in den Zwischenraum der Platten vergrößerst, kannst du im Prinzip auch einfach den Plattenabstand verringern. Das macht etwas ganz Ähnliches. <br /> <br />Man kann den Abstand nicht beliebig verringern, da man ansonsten Spannungsdurchschläge oder Lecks riskiert. Daher nimmt man schließlich doch Isolatoren für den Zwischenraum zwischen den Platten. <br /> <br />Viele Grüße <br />Michael</td> </tr></table><span class="postbody"> <br /> <br />Danke für Deine Antwort Michael! <br /> <br />Ja, die Formel benutze ich auch. Es geht mir jedoch ausschließlich darum, dass physikalisch zu verstehen. <br />OK, dann scheinst Du es auch so zu sehen, dass man zum Schaffen von hohen Kapazitäten (und wahrscheinlich auch Bauteil-kleinmach-technisch) geringe Plattenabstände anstrebt. Geringer Abstand birgt die Gefahr des Durchknallens, also ein Material dazwischen, was <br />a gut isoliert und <br />b gut polarisiert --> hohe Permittivität <br />dann schlage ich zwei Fliegen mit einer Klappe. <br /> <br />Somit scheint Polarisierbarkeit tatsächlich beliebig gut zu gehen, ohne dass dies mit Leitfähigkeit korrespondieren muss. <br /> <br />Andersherum ist es natürlich ganz anders - jeder Leiter ist perfekt polarisierbar.</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row2"><span class="name"><a name=""></a><b>377 Ohm</b></span></td> <td class="row2" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 15. Nov 2025 20:36<span class="gen"> </span> Titel: Re: Dielektrikum Polarisation vs Influenz</span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody"></span><table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed"><b>Lorz hat Folgendes geschrieben:</b></span></td> </tr> <tr> <td class="quote">Physikalisch (und nicht rein mathematisch) begründet, könnte man wahrscheinlich sagen, dass sich das in den Raum (außerhalb des Plattenkondensators) fortsetzende E-Feld verkleinert <-> abgeschwächt ist und somit die elektrische Kraft auf Leitungen, die die beiden Platten verbinden verkleinert ist.</td> </tr></table><span class="postbody"> <br />Ich glaube, das E-Feld außerhalb des Plattenkondensators darf man (innerhalb der üblichen Näherungen) ignorieren. Nur das Feld zwischen den Platten spielt eine Rolle. Dabei hat man es aber mit zwei verschiedenen Feldern zu tun: einmal das Feld in dem Luftspalt (zwischen dem Metall/Dielektrikum und den Kondensatorplatten) und dem Feld im Dielektrikum oder Metall (0). Das erstere hat genau den gleichen Wert wie vor dem Einschieben des Mediums, und ist festgelegt durch die Ladungsdichte auf den Platten: <img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?\epsilon_0 = 8.854 \times 10^{-12} \rm As/Vm"> heißt, dass 8.854 pC/m^2 eine Feldstärke von 1 V/m implizieren. <br /> <br />Wenn man eine Metallplatte mit einer Dicke von 90% des Plattenabstands einfügt, hat man praktisch zwei neue Kondensatoren in Serie geschaltet. Die neuen Kondensatoren mit jeweils 5% des Plattenabstands haben jeweils die 20-fache Kapazität, und wegen der Serienschaltung steigt die Kapazität dann auf das 10-fache. <br /> <br /></span><table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed"><b>Zitat:</b></span></td> </tr> <tr> <td class="quote">Die Polarisierbarkeit des Materials soll hier Feldabschwächung schaffen. Aber warum ist ein Isolator so ein guter Feldabschwächer/Polarisator?</td> </tr></table><span class="postbody"> <br />"Feldabschwächung" ist etwas irreführend und bezieht sich nur auf das über das ganze Volumen des Kondensators <span style="font-weight: bold">gemittelte</span> Feld. Der Unterschied zu einem Metall ist nur, dass die Ladungen in einem Dielektrikum fest an neutrale Atome/Moleküle gebunden sind. Die Dipole sind zwar neutral, und im Innern des Dielektrikums verschwindet die Gesamtladungsdichte, aber durch die Ausrichtung der Dipole entsteht <span style="font-weight: bold">an der Oberfläche</span> des Dielektrikums eine Flächenladungsdichte <img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?- \nabla \cdot P"> ganz ähnlich wie bei dem hineingeschobenen Metall.</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row1"><span class="name"><a name=""></a><b>ML</b></span></td> <td class="row1" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 15. Nov 2025 20:18<span class="gen"> </span> Titel: Re: Dielektrikum Polarisation vs Influenz</span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody">Hallo, <br /> <br />die Kapazität eines Plattenkondensators lautet: <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?C = \frac{\epsilon_0 \epsilon_r A}{d}"> <br /> <br />Wenn Du die Kapazität durch Einbringen eines Metalls in den Zwischenraum der Platten vergrößerst, kannst du im Prinzip auch einfach den Plattenabstand verringern. Das macht etwas ganz Ähnliches. <br /> <br />Man kann den Abstand nicht beliebig verringern, da man ansonsten Spannungsdurchschläge oder Lecks riskiert. Daher nimmt man schließlich doch Isolatoren für den Zwischenraum zwischen den Platten. <br /> <br />Viele Grüße <br />Michael</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row2"><span class="name"><a name=""></a><b>Lorz</b></span></td> <td class="row2" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 15. Nov 2025 14:30<span class="gen"> </span> Titel: Dielektrikum Polarisation vs Influenz</span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody">Hallo! <br /> <br />ich will gern den Einfluss eines Dielektrikums auf die Kapazität eines Kondensators nicht bloß rechnerisch benutzen, sondern auch physikalisch verstehen. <br /> <br />Und da stehen zwei Dinge scheinbar widersprüchlich gegenüber: <br />Ein Leiter im Feld eines Plattenkondesator schafft einen feldfreien Raum (Influenz, Entstehung von Gegenfeld) und verkleinert das elektrische Feld somit räumlich. <br />Nach der Formel <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?U=E\cdot d"> <br />wobei d der Plattenabstand ist, wie wird d effektiv kleiner und somit U auch. <br />Physikalisch (und nicht rein mathematisch) begründet, könnte man wahrscheinlich sagen, dass sich das in den Raum (außerhalb des Plattenkondensators) fortsetzende E-Feld verkleinert <-> abgeschwächt ist und somit die elektrische Kraft auf Leitungen, die die beiden Platten verbinden verkleinert ist. Somit ist auch physikalisch plausibel, dass die Energie der Ladung (also die Spannung), weil Wegintegral mit geringer Kraft ausgestattet, sinkt. <br />Es ist also weniger "anstrengend" weitere Ladung auf die Platten zu bringen. Die Kapazität steigt also durch Plattenkondensatorfeldabschwächung/-verkleinerung. <br /> <br />Nun nutzt man aber nicht Metalle (in Isolierfolie eingewickelt gedacht) als Dielektrikum zwischen die Kondensatorplatten, sondern zB Keramik, welche zB ein <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?\varepsilon_{Keramik}\approx 100"> <br />hat. Die Polarisierbarkeit des Materials soll hier Feldabschwächung schaffen. Aber warum ist ein Isolator so ein guter Feldabschwächer/Polarisator? Und nicht lieber der Leiter? Oder geht es um andere Dinge? <br /> <br />Wie immer: Freue mich sehr über Antworten!</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> </table>
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