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Johannchen
Anmeldungsdatum: 24.09.2012
Beiträge: 5
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 Johannchen Verfasst am: 24. Sep 2012 17:15 Titel: Plattenkondensator - Berechnung von epsilon r |
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Meine Frage:
Ein plattenkondensator mit der Kapazitaet C0= 7,8*10>-11F ist an eine spannungsquelle Uo= 3,0kV angeschlossen. Dannach wird der Raum mit einem Dielektrikum ausgefuellt. Der Kondensator mit Dielektrikum wird von der Spannungsquelle getrennt und mit einem ungeladenen Elektroskop der Kapazitaet CE= 1,4*10>-11Fverbunden. Das Elektroskop zeigt die Spannung U= 2,8kV an Berechnen sie epsilon r!
Meine Ideen:
C*U=Q=konst
C wird groesser
U sinkt
C0*U0= Q0
7,8*10>-11As/V*3000V= 2,34>10-7As
C mit dielek=Q/U
= 2,34*10>-7/2800V
C mit dielek= 8,357*10>-11
epsilon r= C mit dielek./ C0
= 8,357*10>-11/7,8*10>-11
er= 1,07143
Ich verstehe die rolle des Elektroskop dabei nicht!
Danke im vorraus!
Johanna |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 24. Sep 2012 17:53 Titel: |
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Hi,
das Dielektrikum erhöht die Kapazität (das Fassungsvermögen) des Kondensators.
_________________
Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)
"I had a slogan. The vacum is empty. It weighs nothing because there's nothing there. (Richard Feynman) |
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Johannchen
Anmeldungsdatum: 24.09.2012
Beiträge: 5
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| Johannchen Verfasst am: 24. Sep 2012 18:31 Titel: |
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Lieber Planck1858 soweit war ich auch schon
lg johanna |
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ClickBox
Anmeldungsdatum: 19.02.2012
Beiträge: 124
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| ClickBox Verfasst am: 24. Sep 2012 18:34 Titel: |
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Da das Elektroskop auch eine Kapazität besitzt, verteilt sich die Ladung die vorerst nur im Plattenkonensator gespeichert war, zum Teil auch auf das Elektroskop.
Stell dazu mal die Gleichungen auf.
Welche Spannung liegt nach dem Verbinden am Plattenkondensator an?? |
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Johannchen
Anmeldungsdatum: 24.09.2012
Beiträge: 5
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| Johannchen Verfasst am: 24. Sep 2012 18:58 Titel: |
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das ist es ja gerade, was ich eigenartig finde
laut C=Q/U (-> u verringert sich auf 2,8kV) muesste C1 des kondensators ansteigen, tut es aber nicht.
wie lautet die uebertragungsrate auf das Elektroskop? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 24. Sep 2012 19:14 Titel: |
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Der Anschluss des Elektroskops bedeutet die Parallelschaltung einer zweiten Kapazität. Die Ladung, die zuvor auf C1 saß, verteilt sich nun auf die Gesamtkapazität bestehend aus C1 und Ce des Elektroskops.
\cdot U_2)
Kommst Du damit weiter? |
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ClickBox
Anmeldungsdatum: 19.02.2012
Beiträge: 124
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| ClickBox Verfasst am: 24. Sep 2012 19:29 Titel: |
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Vielleicht ist es etwas einleuchtender, wenn man von folgender Gleichung ausgeht
und somit die Parallelschaltung folgert
Mir jedenfalls war die Parallelschaltung nicht sofort klar. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 24. Sep 2012 19:51 Titel: |
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| ClickBox hat Folgendes geschrieben: | Vielleicht ist es etwas einleuchtender, wenn man von folgender Gleichung ausgeht
und somit die Parallelschaltung folgert
Mir jedenfalls war die Parallelschaltung nicht sofort klar. |
Da scheint mir ein Logikfehler vorzuliegen. Wenn Du von
ausgehst, dann hast Du doch schon eine Parallelschaltung vorausgesetzt. Aus dieser Gleichung zu folgern, dass eine Parallelschaltung vorliegt, wo diese Gleichung doch nur aufgestellt werden kann, wenn eine Parallelschaltung vorliegt, na ja ...
Nein, die Parallelschaltung ergibt sich aus dem Maschensatz, der zeigt, dass am Kondensator und am Elektroskop dieselbe Spannung anliegt, was wiederum das Kennzeichen einer Parallelschaltung ist. |
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Johannchen
Anmeldungsdatum: 24.09.2012
Beiträge: 5
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| Johannchen Verfasst am: 24. Sep 2012 20:28 Titel: |
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ok, das hat mir jetzt ein bisschen Input gegeben.
2,34*10>-7= (C1+1,4*10^-7)*2800
C1= 6,9*10^-11
er=c1/c0
6,957*10^-7/7,8*10^-7
er= 0,891941
wieso ist denn das jetzt auf einmal kleiner als 1? Gibt es solche Dielektrika überhaupt?
Danke!Johanna |
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 24. Sep 2012 20:32 Titel: Re: Plattenkondensator - Berechnung von epsilon r |
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| Johannchen hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
Ein plattenkondensator mit der Kapazitaet C0= 7,8*10>-11F ist an eine spannungsquelle Uo= 3,0kV angeschlossen. Dannach wird der Raum mit einem Dielektrikum ausgefuellt. Der Kondensator mit Dielektrikum wird von der Spannungsquelle getrennt und mit einem ungeladenen Elektroskop der Kapazitaet CE= 1,4*10>-11Fverbunden. Das Elektroskop zeigt die Spannung U= 2,8kV an Berechnen sie epsilon r!
Meine Ideen:
C*U=Q=konst
C wird groesser
U sinkt
C0*U0= Q0
7,8*10>-11As/V*3000V= 2,34>10-7As
Ich verstehe die Rolle des Elektroskop dabei nicht!
Danke im vorraus!
Johanna |
Die Spannung am Kondensator mit dem Dielektrikum ist immer noch U= 3000 V.
C*U=Q=const, C wird gesucht,
Die Spannung Ue = 2800V sinkt nicht weil Dielektrikum eingeführt war und C größer geworden ist,
sondern weil wie oben erklärt eine Entladung von C auf Ce(Elektroskop) statt fand.
(C+Ce)*Ue =Q=const,
P.S.
Du darfst mit Q = 2,34>10-7As nicht rechnen, dein Dielektrikum hat alles verändert! C wird doch gesucht! |
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Johannchen
Anmeldungsdatum: 24.09.2012
Beiträge: 5
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| Johannchen Verfasst am: 24. Sep 2012 21:02 Titel: |
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ich bin der meinung, dass sich aufgrund des abschliessens der Spannungsquelle die spannung verringer hat!? "Bei fester Ladung sinkt die spannung" hat mein Pkysiklehrer gepraedigt. mit welchem Q muss ich dann rechnen? LG Johanna |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 24. Sep 2012 22:17 Titel: |
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| Johannchen hat Folgendes geschrieben: | | ich bin der meinung, dass sich aufgrund des abschliessens der Spannungsquelle die spannung verringer hat!? |
Nee, wie D2 schon gesagt hat, mit dem Trennen der Spannungsquelle verändert sich die Spannung nicht. Die ändert sich entsprechend U=Q/C nur deshalb, weil sich bei konstanter Ladung die Kapazität vergrößert durch Parallelschalten einer zweiten Kapazität, nämlich der des Elektroskops. Die Vergrößerung der Kapazität könnte auch auf andere Art und Weise geschehen, z.B. durch Verringerung des Plattenabstandes. Aber das wäre eine andere Aufgabe.
Warum folgst Du nicht dem Ansatz in meinem vorvorigen Beitrag?
Löse die Gleichung
\cdot U_2)
nach C1 auf,
wobei
Das lässt sich wiederum leicht nach  auflösen. Schließlich solltest Du auf die Lösung in allgemeiner Form
kommen. Da brauchst Du dann nur noch die gegebenen Zahlenwerte einzusetzen:
Ausrechnen kannst Du das sicherlich alleine. |
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ClickBox
Anmeldungsdatum: 19.02.2012
Beiträge: 124
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| ClickBox Verfasst am: 25. Sep 2012 10:03 Titel: |
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| Zitat: | ausgehst, dann hast Du doch schon eine Parallelschaltung vorausgesetzt. Aus dieser Gleichung zu folgern, dass eine Parallelschaltung vorliegt, wo diese Gleichung doch nur aufgestellt werden kann, wenn eine Parallelschaltung vorliegt, na ja ...
Nein, die Parallelschaltung ergibt sich aus dem Maschensatz, der zeigt, dass am Kondensator und am Elektroskop dieselbe Spannung anliegt, was wiederum das Kennzeichen einer Parallelschaltung ist. |
Ich bin nur von einem anderen Standpunkt gestartet.
Da beide Teile eine Kapazität besitzen, können sie Ladung speichern und da an einem Bauteil ein Potential anliegt, können auch Ladungen verschoben werden, auf welche Weise auch immer.
Daher habe ich eine Gleichung aufgestellt die besagt, das die Ladung die zuvor im Kondensator gespeichert zum Teil auf das Elektroskop verschoben wird. Dann habe ich aus der Tatsache das Leiteroberflächen Äquipotentialflächen sind gefolgert, das gleiche Spannung anliegt.
Eine andere Herangehensweise, ein Logikfehler steckt da nicht drin. |
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