el./m. Feld: Aufkommende Fragen während Klausurvorbereitung

NatürlicheZahl · Anmeldungsdatum: 24.03.2008 Beiträge: 87 Wohnort: Berlin

Hallo,
ich schreibe bald eine Physikklausur. Während des lernens, kommen bestimmt immer wieder einige Fragen auf, weshalb ich nich jedes mal einen neuen Thread aufmachen möchte. Diese Fragen werde ich dann hier posten smile

Thema der Klausur: Elektrisches Feld (hauptsächlich am Beispiel des Plattenkondensators) und Magnetisches Feld

Und hier gleich meine erste Frage: smile

Ich habe folgende Aufgabe:

Wir haben einen Plattenkondensator, an dem die Spannung U=1000Volt anliegt. Welche Energie wird benötigt um eine Ladung Q=8,2pC von der einen zur anderen zu transportieren?

Mein Ansatz sieht so aus:

Ist das richtig?

Vielen Dank schonmal Thumbs up!

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Ja das ist richtig.

NatürlicheZahl · Anmeldungsdatum: 24.03.2008 Beiträge: 87 Wohnort: Berlin

NatürlicheZahl · Anmeldungsdatum: 24.03.2008 Beiträge: 87 Wohnort: Berlin

Wenn ich zwei geladene Körper mit der Ladung Q=1C habe. Wie groß ist die Kraft, mit der sie sich im Abstand r=1m abstoßen?

Ansatz:

Coulombgesetz:

mit

ergibt sich:

Ist das richtig? Kommt mir etwas seltsam vor so eine riesige Zahl grübelnd

Und ist die Einheit für F richtig?

Vielen Dank smile

[Habe die Latex-Formeln ein bisschen verschönert. Schönen Gruß, dermarkus]

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Ich komme auf den selben Wert. Du musst bedenken was 1 Coulomb für eine enorme Ladung ist. Sonst handiert man mit Mikrocoulomb.

Allerdings stimmt deine Einheit nicht. Es muss heißen:

NatürlicheZahl · Anmeldungsdatum: 24.03.2008 Beiträge: 87 Wohnort: Berlin

Ok super, vielen Dank Thumbs up!

Wenn man einen Plattenkondensator auflädt und ihn dann von der Spannungsquelle trennt, wie verhalten sich dann Feldstärke und Spannung, wenn man den Plattenabstand halbiert.

Meine Überlegung:

Also halbiert sich die Spannung.

Also verdoppelt sich die Feldstärke.

Jetzt bin ich mir aber nicht sicher, da man ja auch noch weiter umstellen könnte und dann ergibt sich für die Spannung:

Also könnte man ja interpretieren, dass die Spannung sich verdoppelt und genauso für

die Feldstärke sich halbiert.

Was ist denn richtig? grübelnd

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Du gehst vollig falsch ran. Da du eine Gleichung mit E und U hast und beide sich verändern werden, kannst du keine Rückschlüsse machen.

Welche Größe ist denn konstant bei diesem Vorgang ?

Kennst du dann eine Formel in der nur Konstanten, d und die Kapazität vorkommen ? Wie verändert sich die Kapazität demzufolge, wenn der Abstand halbiert wird. Wie kannst du nun vond er Kapazität auf die Spannung zurückschließen ? usw.

NatürlicheZahl · Anmeldungsdatum: 24.03.2008 Beiträge: 87 Wohnort: Berlin

Das wäre dann vielleicht:

Richtig?

Ich versuchs damit nochmal! Danke smile

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Das sieht besser aus.

NatürlicheZahl · Anmeldungsdatum: 24.03.2008 Beiträge: 87 Wohnort: Berlin

Wenn ich die Formel habe:

, welche Einheit hat dann W?

Vielen Dank smile

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Na, Farad mal (Volt)^2.

Und wenn du dich beim Umformen nicht verrechnest, sollte das Joule ergeben, denn die Energie

wird ja in Joule gemessen.

NatürlicheZahl · Anmeldungsdatum: 24.03.2008 Beiträge: 87 Wohnort: Berlin

Ok super, vielen Dank!

in 3 Tagen ist es schon so weit. Nun habe ich noch ein paar Fragen:

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1) Wir haben einen Kondensator mit der Kapazität C=50pF und eine elektrische Quelle mit U=400Volt.

Wie groß ist die Energie, die im elektrischen Feld des Kondensators gespeichert ist?

Mein Ansatz:

Nun steht im Lösungsbuch aber

. Erstmal ist der Wert ja falsch und dann steht da E=... und nicht W=... grübelnd

Wo liegt denn mein Fehler?

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2) Eine Blitzlichtlampe wird durch Entladen eines Kondensators gezündet. Dabei soll die Lampe in einer Zeit von 100*10^(-6)s eine mittlere Leistung von 250W abgeben. Die Ladenspannung des Kondensators beträgt 12V. Welche Kapazität muss der Kondensator haben?

Hier habe ich leider überhaupt keinen Ansatz gefunden unglücklich

Eventuell hilft einem ja die Formel:

, da diese ja die aufzuwendende Energie, um einen Probekörper von der einen zur anderen Platte zu bewegen, beschreibt.

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3) Wie groß müssste die Plattenfläche eines Lufgefüllten Plattenkondensators sein, der bei einem Plattenabstand von d=1mm und ener Spannung von U=220V die gleiche Energie speichert wie eine Autobatterie von 12V und 88Ah?

Zu dieser Aufgabe habe ich leider keinerlei Ideen unglücklich

Also wäre echt lieb, wenn mir jemand helfen könnte!

Nochmals vielen Dank smile

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Bei der 1) erkenne ich keinen Fehler.

2) musst du über die Energieerhaltung rechnen. Aus der mittleren Leistung und der Zeit kannst du die Energie ausrechnen und diese stammt vollständig vom Kondensator.

Zur 3): Aus Ladung und Spannung kannst du die Energie die in dieser Battrie enthalten ist erechnen. Und diese muss identisch sein mit der Energie die in einem Kondensator gespeichert werden kann. Um dann auf die Plattenfläche zu kommen, musst du die Kapazität durch einen dir bekannte Formel mit u.a. dem Abstand d ausdrücken.