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Pendel im Kondensator mit Dielektrikum
 
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d.karusell



Anmeldungsdatum: 14.11.2007
Beiträge: 32
Beitrag d.karusell Verfasst am: 05. Feb 2008 10:13    Titel: Pendel im Kondensator mit Dielektrikum Antworten mit Zitat
Guten Morgen, ich habe Probleme bei folgender Aufgabe:

Zitat:
Zwischen den lotrecht aufgestellten Platten eines Plattenkondensators (Spannung U = 100 V, Plattenabstand d1= 10 cm) hängt eine Kugel der Massen m = 4 g und der Ladung Q‘ = 4 µC an einem gut isolierenden Seidenfaden.

•Berechnen Sie die Auslenkung α2 des Pendels, wenn eine Porzellanplatte (εr= 6) mit der Dicke d2= 4 cm parallel zu den Kondensatorplatten eingeschoben wird. (Lös: α2= 8,7 °)


Lösungsansatz:

Also erstmal kann man den Kondensator durch ein Ersatzschaltbild ersetzen,
ein Kondensator mit d1-d2= 6 cm und einen Kondensator mit gefüllt mit Porzellan d2= 4 cm.

Jetzt könnte ich ja so eine Art Superposition anwenden oder? Ich betrachte das Pendel einmal im einen Kondensator ohne Dielektrikum mit d1-d2= 6cm und dann im anderen Kondensator mit Dielektrikum d2= 4cm und addiere dann die Ergebnisse auf.


Ist das bisher richtig? wenn ja werde ich mal meinen Rechenweg posten.


vielen dank für eure Hilfe

gruß dkarusell

kondensator.jpg
 Beschreibung:
 Dateigröße:  2.67 KB
 Angeschaut:  4497 mal

kondensator.jpg
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
Beitrag dermarkus Verfasst am: 05. Feb 2008 14:24    Titel: Re: Pendel im Kondensator mit Dielektrikum Antworten mit Zitat
d.karusell hat Folgendes geschrieben:

Also erstmal kann man den Kondensator durch ein Ersatzschaltbild ersetzen,
ein Kondensator mit d1-d2= 6 cm und einen Kondensator mit gefüllt mit Porzellan d2= 4 cm.

Einverstanden; magst du, bevor du nun anfängst, das Pendel mitzubetrachten, am besten erst einmal die elektrische Feldstärke bestimmen, die nach dem Einschieben des Porzellans in dem luftgefüllten Teil-Kondensator herrscht?
d.karusell



Anmeldungsdatum: 14.11.2007
Beiträge: 32
Beitrag d.karusell Verfasst am: 05. Feb 2008 15:26    Titel: Antworten mit Zitat
Ich habs jetzt mittlerweile geschafft aber ich schreibs mal trotzdem hin zur Kontrolle:





nach E_2 umformen







gibt es eigentlich eine allgemeine Regel oder so, wie sich die Feldstärken addieren? oder muss ich immer den umständlichen weg über U = E_ges * d gehen?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
Beitrag dermarkus Verfasst am: 05. Feb 2008 15:54    Titel: Antworten mit Zitat
Magst du mal genau dazusagen, wie du deinen Weg "über E_ges" meinst? Was genau ist das E_ges, was das E_2 in deinen Gleichungen? Mit welcher Überlegung kommst du auf die Zeile

d.karusell hat Folgendes geschrieben:




Hast du dich in dieser Zeile vielleicht nur einfach irgendwo einmal vertippt, so dass sie deshalb unübersichtlicher und schwerer verständlich wirkt als sie eigentlich ist?
d.karusell



Anmeldungsdatum: 14.11.2007
Beiträge: 32
Beitrag d.karusell Verfasst am: 05. Feb 2008 16:23    Titel: Antworten mit Zitat
dermarkus hat Folgendes geschrieben:
Magst du mal genau dazusagen, wie du deinen Weg "über E_ges" meinst? Was genau ist das E_ges, was das E_2 in deinen Gleichungen? Mit welcher Überlegung kommst du auf die Zeile


sorry da hab ich mich etwas vertan, E_2 hab ich das nur bezeichnet wegen der vorherigen Teilaufgabe da gabs noch ein E_1.
Hier nochmal etwas deutlicher, hoffe das es jetzt etwas verständlich ist.

Der Kondensator ohne Dielektrikum:



Der Kondensator mit Dielektrikum:




Maschensatz:




dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
Beitrag dermarkus Verfasst am: 05. Feb 2008 16:56    Titel: Antworten mit Zitat
Einverstanden smile

Ich finde, das ist sogar so ziemlich der klarste Weg, sich das herzuleiten. Die beiden Teilspannungen addieren sich, und von der Feldstärke im Dielektrikum weißt du, um welchen Faktor sie im Vergleich zu Luft abgeschwächt wird.
d.karusell



Anmeldungsdatum: 14.11.2007
Beiträge: 32
Beitrag d.karusell Verfasst am: 05. Feb 2008 17:09    Titel: Antworten mit Zitat
Superklasse smile

vielen dank für deine Hilfe
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