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jenny.
Gast
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 jenny. Verfasst am: 10. Sep 2013 16:12 Titel: Plattenkondensator |
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Meine Frage:
Hallo,
ich habe folgende Aufgabe:
Aufgabe
Ein Plattenkondensator mit einer Fläche A= 10 cm
und einem Plattenabstand d= 2 mm wird mit einer Spannung von U= 12 V aufgeladen. Zwischen den beiden Platten be findet sich Luft
$ (\varepsilon_{r}= $ 1)
a)
Welche Kapazität hat der Kondensator?
b)
Welche Kraft üben die beiden Platten aufeinander aus? Berechnen Sie diese aus dem Energiegehalt des Kondensators.
c)
Zwischen die beiden Platten wird eine 2 mm dicke Plastikfolie (Permittivitatszahl $ \varepsilon_{r}= $ 4) geschoben, welche die obere Hälfte des Raums zwischen den Platten ausfüllt (s. Abbildung). Wie gro ist nun die Kapazität des Kondensators? (Hinweis: Betrachten Sie die beiden Kondensatorhälften als Schaltung zweier Kondensatoren)
Meine Ideen:
also a) ist ja kein Problem
C= er * e0 * A/d
C= 4,425*10^12
b) ich rechne zuerst die Energie aus mit W=0,5*C*U^2
und dann ist ja F=W*s
also teile ich W durch d
c) jetzt wird es kompliziert
also wie ich C1 und C2 bestimme, weiß ic
C1 ist ja einfach die hälfte von a)
und für C2 setzte ich bei er einfach 4 ein
aber: warum ist das eine Parallelschaltung?
ich habe die aufgabe jetzt schon zwei mal gemacht und beides mal gedacht, es sei eine Reihenschaltung -.-
aber laut unserem Prof ist es eine Paralellschaltung
liebe grüße |
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FeynmanForever
Anmeldungsdatum: 06.09.2013
Beiträge: 20
Wohnort: Leipzig
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| FeynmanForever Verfasst am: 10. Sep 2013 16:29 Titel: |
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Hallo Jenny,
| Zitat: | | warum ist das eine Parallelschaltung? |
Dazu kann man sich, wie in der Aufgabenstellung vorgegeben, vorstellen, dass nun nicht mehr ein Kondensator mit 2 verschiedenen Dielektrika vorliegt, sondern zwei Kondensatoren - sozusagen übereinander. Der ,,obere" hat nun ein Dielektrikum mit epsilon_r = 4 und der untere eines mit epsilon_r = 1. Da diese beiden Kondensatoren jedoch aus denselbe Platten bestehen und am selben Kabel, also an derselben ,,Zuleitung" hängen, teilen sich die darüber auf den Kondensator fließenden Elektronen bzw. positiven Scheinladungen auf die ,,beiden" Kondensatoren auf - wie bei einer Parallelschaltung. Eine Reihenschaltung hingegen ist dadurch definiert, dass die Elektronen jedes der in Reihe geschalteten Bauteile nacheinander durchläuft, sich also nicht für eines ,,entscheiden" muss (auch wenn ein Kondensator nicht durchlaufen wird - der Vergleich hinkt also etwas).
Vielleicht kann dir diese (etwas unwissenschaftliche) Beschreibung weiterhelfen,
Gruß FF
EDIT: Du hast dich wahrscheinlich beivertippt, es muss heißen W = F * s, aber es ist nicht so wichtig, da du ja korrekt W durch d geteilt hast
Zuletzt bearbeitet von FeynmanForever am 10. Sep 2013 16:38, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 10. Sep 2013 16:32 Titel: |
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Hi,
also erstmal zur Aufgabenstellung. Wie groß ist denn die Fläche einer Platte? Du schreibst etwas von A=10, schreibst aber keine Einheit dahinter.
Wichtig sind die Einheiten.
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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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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 10. Sep 2013 16:42 Titel: |
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| planck1858 hat Folgendes geschrieben: | | Wichtig sind die Einheiten. |
Eben. Dann fasse sie doch wenigstens zusammen. Unter A^2*s^4/(kg*m^2) kann sich doch niemand was vorstellen.
| planck1858 hat Folgendes geschrieben: | | Du schreibst etwas von A=10, schreibst aber keine Einheit dahinter. |
Doch das hat jenny. durchaus getan. Nur eine falsche. |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 10. Sep 2013 20:33 Titel: |
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@GvC,
um ein Gefühl für die Gleichungen und Formeln zu bekommen, ist es von Vorteil die SI-Basiseinheiten anzugeben.
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Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)
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Jayk
Anmeldungsdatum: 22.08.2008
Beiträge: 1450
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| Jayk Verfasst am: 10. Sep 2013 23:29 Titel: |
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Das einzige, wofür SI-Basiseinheiten da sind, ist doch, dass man sich eine Einheitenanalyse schenken kann.^^
Ich gehe hier allerdings nicht ganz mit. Mich würde mal interessieren, ob ich hier der Einzige bin, der absolut nicht verstehen kann, warum man Ampère zur Basiseinheit gemacht hat und nicht Coulomb (Ladungen sind doch viel natürlicher und fundamentaler als Ströme). Aber das nur am Rande. Nun ist ja zum einen in der Elektrodynamik durchaus das cgs-System üblich.
Zum anderen ist Kapazität definiert als Ladung (je einer der Kondensatorplatten) pro anliegender Spannung, demnach wäre doch eine Angabe in Coulomb pro Volt viel natürlicher (die Formel  gilt nur für Plattenkondensatoren). Spannung ist das negative Integral der Feldstärke (Kraft durch Ladung) über Strecke, also (kg·m/s²)/(A·s))·m=kg·m²·A⁻¹·s⁻³. Also für die Kapazität Ladung durch Spannung, demnach (A·s)/(kg·m²·A⁻¹·s⁻³)=A²·kg⁻¹·m⁻²·s⁴. Der Zusammenhang erschließt sich aber erst nach längerem Nachdenken. Und es fällt mir schwer, zu glauben, dass du direkt beim Hinsehen siehst: "Aha, dieses Ampère kommt davon, jenes davon, daher kommt dieses Kilogramm, daher das andere, Sekunde-Quadrat kommt davon, ..."
Jedenfalls würde ich Einheiten keine allzu große Bedeutung beimessen. Spätestens, wenn man Sachen wie  sagt, merkt man, wie wenig Einheiten bedeuten. Im cgs-System lässt man den Faktor bei der Coulomb-Kraft einfach weg:  . Im SI-System wäre das undenkbar. |
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