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Nachricht |
Acacia
Gast
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 Acacia Verfasst am: 23. Jul 2012 14:47 Titel: Elektrisches Feld im Kondensator |
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Meine Frage:
Hallo zusammen, ich habe mal eine kurze Frage:
Ein Kondensator sei an einer Spannungsquelle U angeschlossen. Die Platten seien in einem Abstand d voneinander entfernt. Im Kondensator besteht also ein el. Feld E =U/d
Wie ändert sich das Feld, wenn man den Plattenabstand bei
1.)angeschlossener Spannungsquelle
2.)abgeklemmter Spannungsquelle
verdoppelt
Meine Ideen:
also bei 2.) bleibt die Spannung zwischen den beiden Platten doch konstant, oder? da sich aber der Abstand verdoppelt, halbiert sich die el. Feldstärke:
d -> 2d
E= U/d -> E= U/2d = 1/2 * U/d
bei 1.) hab ich keine Ahnung, die Spannung dürfte sich eig nicht erhöhen, wenn sie gleich der Quellenspannung ist. Also gleiches Resultat wie in 2.)
Oder habe ich da einen Denkfehler?
Gruß Acacia |
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Rmn
Anmeldungsdatum: 26.01.2010
Beiträge: 473
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| Rmn Verfasst am: 23. Jul 2012 14:52 Titel: |
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Es gilt Q=CU, dabei hängt C selbst von d ab. Das kannst du nach der Spannung auflösen und da einsetzen. |
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Acacia
Gast
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| Acacia Verfasst am: 23. Jul 2012 15:42 Titel: |
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| Rmn hat Folgendes geschrieben: | | Es gilt Q=CU, dabei hängt C selbst von d ab. Das kannst du nach der Spannung auflösen und da einsetzen. |
Also, bzgl. der abgeklemmten Spannungsquelle:
=> 
wobei Q const. bleibt. wenn also d verdoppelt wird, dann verdoppelt sich auch die anliegende Spannung?!
da E=U/d ist, hebt sich die verdopplung ja auf, wie ich unter "meine Ideen"
schon vermutet habe
Irgendwie bin ich jetzt noch verwirrter, wieso verdoppelt sich denn die Spannung?
Gruß Acacia |
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Rmn
Anmeldungsdatum: 26.01.2010
Beiträge: 473
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| Rmn Verfasst am: 23. Jul 2012 15:49 Titel: |
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Beide Platten ziehen sich an. Wenn du sie auseinander ziehen willst, muss du Arbeit verrichten. Damit erhöhst du die potentielle Energie, welche ja proportional zu Spannung ist. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 23. Jul 2012 18:17 Titel: |
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| Rmn hat Folgendes geschrieben: | | Beide Platten ziehen sich an. Wenn du sie auseinander ziehen willst, muss du Arbeit verrichten. Damit erhöhst du die potentielle Energie, welche ja proportional zu Spannung ist. |
Das ist eine schlechte Begründung. Wenn die Spannungsquelle angeschlossen bleibt, musst Du auch Arbeit verrichten. Dennoch verringert sich der Energieinhalt des Kondensators, und die Spannung bleibt konstant.
Um es nochmal für Acacia zusammenzufassen:
Es gelten in jedem Fall die beiden Gleichungen
und
Fall 1) angeschlossene Spannungsquelle: U=const
Fall 2) abgeklemmte Spannungsquelle: Q=const.
Zuletzt bearbeitet von GvC am 24. Jul 2012 04:35, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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Rmn
Anmeldungsdatum: 26.01.2010
Beiträge: 473
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| Rmn Verfasst am: 23. Jul 2012 20:15 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Rmn hat Folgendes geschrieben: | | Beide Platten ziehen sich an. Wenn du sie auseinander ziehen willst, muss du Arbeit verrichten. Damit erhöhst du die potentielle Energie, welche ja proportional zu Spannung ist. |
Das ist eine schlechte Begründung. Wenn die Spannungsquelle angeschlossen bleibt, musst Du auch Arbeit verrichten. Dennoch verringert sich der Energieinhalt des Kondensators, und die Spannung bleibt konstant.
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Wenn die Spannung angeschlossen bleibt, ist das System nicht abgeschlossen, die Ladung kann abfliessen. Außerdem ist es auch eine der geliebten Prüfungsfragen "Woher kommt die Energie?", da bleiben schon Leute öfter mit Q=CU und keiner Antwort stehen. |
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 23. Jul 2012 21:07 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Rmn hat Folgendes geschrieben: | | Beide Platten ziehen sich an. Wenn du sie auseinander ziehen willst, muss du Arbeit verrichten. Damit erhöhst du die potentielle Energie, welche ja proportional zu Spannung ist. |
Das ist eine schlechte Begründung. Wenn die Spannungsquelle angeschlossen bleibt, musst Du auch Arbeit verrichten. Dennoch verringert sich der Energieinhalt des Kondensators, und die Spannung bleibt konstant.
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Die verrichtete Arbeit, ist die Arbeit um die Ladungen von Kondensatorplatten zurück in die Quelle zu verschieben. Die Quellen kann man aber unterschiedlich gestalten.
Wenn ene beliebige Gleichspannungsquelle über eine Diode mit dem Kondensator verbunden ist, dann muss die Spannung an der Kondensatorplaten steigen, wenn diese auseinander gezogen werden.
Wenn diese Quelle ein geladener Kondensator C0 ist, dann wird beim auseinader ziehen der Kondensatorplaten Spannung an C0 steigen.
Wenn diese Quelle eine Batterie ist, dann wird beim auseinaderziehen der Kondensatorplaten Spannung an der Batterie steigen(zwar extrem minimal aber steigen
Uneu = Ualt*(n+m)/n, n = Cbat/ Calt, m = Calt/Cneu).
Wenn diese Quelle eine stabilisierte Spannung liefert, dann kann die verrichtete Arbeit nicht einfach in Wärme umgewandelt werden, da die Ladungen von Kondensatorplatten nicht verschwinden können, also muss die Spannung steigen.
Fazit. Wenn die Arbeit beim ausenanderziehen der Kondensatorplatten verrichtet wird, dann muss die Spannung steigen. |
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Acacia
Gast
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| Acacia Verfasst am: 24. Jul 2012 00:18 Titel: |
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Ich danke euch allen erstmal für die raschen Anworten 
Im Zusammenhang hab ich eine Frage, bzgl. einer Aufgabe.
In dem Kondensator hängt mittig eine geladene Kugel (ladung q, masse m) an einem Massenlosen Seil (Länge L). Die Auslenkung der Kugel bei Abstand d und Spannung U im Kondensaor sei in x-Richtung x.
Wenn man jetzt den Abstand der Kondensatorplatten verdoppelt bei
1.)angeschl. Spannungsquelle
2.)abgekl. Spannungsquelle
wie ändert sich die auslenkung der Kugel in x-Richtung?
als Formel für die Auslenkung habe ich (in einem anderen Thread) rausbekommen:
mit den hilfreichen Denkansätzen von euch würde ich wie folgt argumentieren:
1.) angeschl. : die Spannung bleibt konst., d verdoppelt sich
=> x halbiert sich
2.) abgekl. : Ladung Q auf den Platten konst., d verdoppelt sich:
Das heißt, dass Q für alle Abstände const. bleibt und somit U direkt propotional mit anwächst. also bleibt x stets konstant
=> x unverändert
Gruß und gute Nacht - Acacia |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 24. Jul 2012 01:15 Titel: |
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Bei der neuen Frage empfiehlt sich eine Skizze der angreifenden Kräfte  und  , die senkrecht wirken und im Gleichgewicht einen Winkel  des Fadens zur Senkrechten mit
bewirken und wo für  der angesprochene Zusammenhang für kleine x entsteht. |
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Acacia
Gast
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| Acacia Verfasst am: 24. Jul 2012 20:29 Titel: |
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Hallo Leute, ich habe die Aufgabe jetzt gelöst und vorallem auch verstanden. Ich danke euch für die raschen und verständlichen antworten
Gruß Acacia |
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