Verständnisfrage zum Verschiebungsstrom

Xeal · Anmeldungsdatum: 29.05.2007 Beiträge: 243

Hallo !

Ein Draht verbindet wie skizziert (siehe Anhang) zwei entgegengesetzt geladene
Platten (die Anordnung ist ein Kondensator). Ein Magnetnadel-
Kompass befindet sich wie gezeigt außerhalb der Platten. Wird der
Schalter geschlossen, wodurch die Platten sich über den Draht entladen
können, gibt es momentan einen Strom im Draht. Man würde daher
erwarten, dass der Kompass irgendwie beeinflusst wird. Wird er das?

Meine Überlegungen:

Durch den Stromfluss im Draht wird ein Magnetfeld erzeugt, dessen Feldlinien konzentrisch im den Leiter verlaufen. Wobei die Feldlinien oberhalb des Leiters in die Bildschirmebene hinein gehen und unterhalb davon aus der Bildschirmebene hinaus.

Durch das abfließen der Ladungen von dem Plattenkondensator Ändert sich der Elektrische Fluss, also tritt ein Verschiebungsstrom auf, der widerum ein Magnetfeld zur folge hat.

Wie kann ich mir die Richtung dieses Magnetfelds klar machen ?

Aus der Lösung weiss ich bereits, dass die Kompassnadel sich nicht bewegt, wenn meine Überlegungen richtig waren, müssten also die beiden B felder genau entgegen gesetzt gerichtet sein.

Gruß
Holger

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Der Verschiebungsstrom hat wegen Kirchhoff die umgekehrte Richtung wie der Leiterstrom. Die Magnetfelder heben sich daher auf. Wäre die leitende Verbindung aussen rum, so würde der Kompass ansprechen.

Xeal · Anmeldungsdatum: 29.05.2007 Beiträge: 243

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Dies ist wegen der Kontinuitätsgleichung einzusehen:

Ein von der linken Platte wegfliessender Strom führt zu einer Ladungsänderungsrate auf der Platte:

Weiters ist das Feld E mit der Ladung wie folgt verknüpft und zeigt in der Zeichnung nach rechts:

oder auch

Daher:

Daher wird der Verschiebungsstrom I(verschieb) = A dD/dt bei positivem I(weg) negativ, und zeigt somit nach links. Für den abfliessenden Strom gibt es einen hinfliessenden Verschiebungsstrom, sodass die Kirchhoffsche Regel erfüllt ist.

Xeal · Anmeldungsdatum: 29.05.2007 Beiträge: 243

Meinst du mit der Kirchhoffschen Regel die Kirchhoffsche Knotenregel, die ja nur letztenendes die Ladungserhaltung zum ausdruck bringt ?

Anders gesagt, muss die Summe der zufließenden Ladungen auf eine Platte gleich der Summe abfließenden Ladungen auf einer Platte sein ?!

Beim Verschiebungsstrom handelt es sich doch aber gar nicht um einen tatsächlichen Ladungstransport, daher frage ich mich, wieso man hier die Kontinuitätsgleichung verwenden darf ?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien