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forreal



Anmeldungsdatum: 31.03.2009
Beiträge: 52
Beitrag forreal Verfasst am: 11. Jan 2010 18:47    Titel: Frage zum Kondensator Antworten mit Zitat
Nehmen wir an Ich berechne irgendetwas im Kondensator, sei es Kapazität, Kraft oder andere Komponente...
Wenn es heisst : Von der Spannungsquelle getrennter Kondensator mit U=50V, berrechnen Sie die Kraft F...

Was sagt mit dieser Teil, dass der Kondensator von der "Spannungsquelle getrennt" wurde ? In wie fern ist es für meine Berechnungen wichtig ?
BobbyJack



Anmeldungsdatum: 04.11.2008
Beiträge: 112
Beitrag BobbyJack Verfasst am: 12. Jan 2010 01:06    Titel: Antworten mit Zitat
Wenn der Kondensator nicht von der Stromquelle getrennt würde, wird er nur die ganze Zeit geladen, d.h. es bleiben konstant 50V am Kondensator. Erst wenn die Spannungsquelle wegfällt wird der Kondensator sich entladen und du kannst Kräfte oder Zeiten oder was auch immer berechnen.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
Beitrag GvC Verfasst am: 12. Jan 2010 01:56    Titel: Antworten mit Zitat
BobbyJack hat Folgendes geschrieben:
Erst wenn die Spannungsquelle wegfällt wird der Kondensator sich entladen und du kannst Kräfte oder Zeiten oder was auch immer berechnen.


Das wäre ein extremer Sonderfall, der in der Angabe "der Kondensator wird von der Spannungsquelle getrennt" nicht enthalten ist. Da müsste dann noch gesagt werden, dass die Spannungsquelle durch einen Widerstand oder einen Kurzschluss oder sonstwas anderes ersetzt wird. Davon ist aber nicht die Rede. Das einzige Kriterium, das man von der Aussage "getrennte Spannungsquelle" herleiten kann ist, dass die Ladung Q auf den Kondensatorplatten erhalten bleibt (wo soll sie auch hin, wenn die Spannungsquelle weg ist und nichts an ihre Stelle getreten ist?).

Beispiel: Verändert man bei angeschlossener Spannungsquelle die Kapazität durch Vergrößern oder Verkleinern des Plattenabstandes, verändert sich wegen Q = C*U bei konstanter Spannung die Ladung und damit die Verschiebungsdichte D = Q/A und damit die Feldstärke E = D/eps. Die Feldstärkeänderung lässt sich auch erkennen an E = U/d: bei konstanter Spannung und Änderung des Plattenabstandes ändert sich eben auch E.

Im Gegensatz dazu ist bei abgetrennter Spannungsquelle die Ladung Q konstant, damit verändert sich bei Vergößerung des Plattenabstandes, d.h. Verkleinerung der Kapazität wegen U = Q/C die Spannung, sie wird nämlich größer und zwar in genau demselben Maße, wie d sich vergößert. Damit bleibt die Feldstärke konstant, was man auch aus dem Zusammenhang E = D/eps = Q/(eps*A) erkennen kann (Q und A sind ja konstant).

Wenn Du Kräfte berechnen willst, benötigst Du die Feldstärke, denn F = q*E (q = Probeladung im Feldraum, nicht zu verwechseln mit der Ladung auf den Platten) bzw. F = eps*E²*A/2 auf die Kondensatorplatten. Bei abgetrennter Spannungsquelle wirst Du selbst bei Veränderung des Plattenabstandes immer dieselbe Kraft auf eine Probeladung oder auch auf die Kondensatorplatten haben. Bei angeschlossener Spannungsquelle verändert sich dagegen mit Änderung des Abstands auch die Feldstärke und damit auch die Kraft auf eine Probeladung im Feldraum oder auf die Kondensatorplatten.
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