Mit welcher Kraft ziehen sich zwei Kondensator-Flächen an?

muff-in · Anmeldungsdatum: 30.11.2012 Beiträge: 7

Die Aufgabe:

An einem Kondensator mit der Plattenfläche

und dem Plattenabstand

liegt die Spannung

. Nach dem Abtrennen der Spannungsquelle wird der Plattenabstand auf

erhöht.

Welche Arbeit ist dabei aufzuwenden?

Mein Ansatz:

Und

könnte man mit der Coulombkraft ausrechnen, aber ich dachte die gilt nur für Punktladungen?? Außerdem ist das Ergebnis dann falsch.

Im Buch ist ein Lösungsweg, den ich überhaubt nicht nachvollziehen kann.

Hilfe!

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Um Deine im Titel formulierte Frage zu beantworten: Die Kraft, mit der sich die Platten eines Kondensators anziehen, ist

Da bei abgetrennter Spannungsquelle Q konstant ist, ist auch die Verschiebungsdichte D und damit die Feldstärke E konstant.

Dabei ist laut Aufgabenstellung

Mit

und

wird daraus

Mit

kannst du die aufzuwendende Arbeit jetzt ausrechnen.

Der Lösungsweg im Buch ist möglicherweise der folgende:

Die beim Auseinanderziehen der Platten aufgewendete Arbeit muss anschließend als Energie im Kondensator gespeichert sein. Um diese Arbeit zu berechnen, muss also die Differenz der nach und vor dem Auseinanderziehen im Kondensator gespeicherten Energie gebildet werden.

Die im Kondensator gespeicherte Energie ist bekanntermaßen

Vor dem Auseinanderziehen der Platten ist die gespeicherte Energie also

Nach dem Auiseinanderziehen

Die aufzuwendende Arbeit muss demnach sein:

Um das ausrechnen zu können, müssen also C1 und U1 bestimmt werden.

Durch Vergößerung des Plattenabstandes auf das Dreifache wird die Kapazität um den Faktor 3 verringert:

Die Spannung U1 ergibt sich aus der Ladungskonstanz

Einsetzen in die Gleichung für die Arbeit:

Da kommt natürlich dasselbe raus wie beim Weg über die Kraft.

muff-in · Anmeldungsdatum: 30.11.2012 Beiträge: 7

Aaah.. jetzt hab ichs verstanden!! Hammer

Danke ! =)

Jep, in meinem Buch rechnet man auch C_0 usw. in Abhänigkeit von C_1 usw. aus.

Danke nochmal smile