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Nachricht |
Spankey
Gast
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 Spankey Verfasst am: 14. Jan 2014 16:54 Titel: Verschiebungsdichte im Isolator - Verständnisproblem |
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Meine Frage:
Hallo!
Ich schaufle mich gerade durch die E-Lehre und bin auch eigentlich schon bei Magnetfeldern, aber eine Sache verstehe ich nach wie vor nicht und das lässt mir keine Ruhe:
Ich verstehe nicht was die elektrische Verschiebungsdichte genau darstellt. In unserem Lehrbuch (Thomsen/Gumlich) steht folgendes:
| Zitat: | | Zur Beschreibung der Ladungsverschiebung in einem isolierenden Material führt man eine neue Größe, die Verschiebungsdichte D ein. Sie gibt an, wie viel Ladung Q, pro FLächeneinheit A durch ein elektrisches Feld verschoben wird und hat demanch die Einheit [D]=C/m². |
Diese Fläche soll senkrecht zur Flussrichtung des elektrischen Feldes sein.
Nun ist es zwar nicht lebenswichtig für die Prüfung (und anscheinend auch nicht vorgesehen...) alles zu verstehen, aber wie gesagt, es lässt mir keine Ruhe :)
Meine Ideen:
Ich dachte eigentlich, dass durch ein Dielektrikum keine Ladungsträger fließen, sondern durch das elektrische Feld nur eine Polarisation von Atomen/Molekülen stattfindet (welche wiederum ein entgegengesetztes inneres Feld erzeugt). Wie ist es dann möglich die Anzahl der verschobenen Ladung durch eine bestimmte Fläche zu messen? Schließlich sollte ein größeres Feld doch nur eine größere Polarisation zur Folge haben, die Anzahl der Ladungen bleibt doch gleich?
Kann es vielleicht sein, dass damit vielleicht die Polarisation der Teilchen in einem bestimmten Volumen gemint sein könnte? Etwa:
Das würde für mich zumindest ein wenig Sinn ergeben auch wenn ich keine Ahnung habe wie ich das in den Zusammenhanfg integrieren sollte.
Ich bin für jeden Denkanstoß dankbar.
VG |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 14. Jan 2014 17:39 Titel: |
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Dass die Ladung durch die Kondensatorfläche hindurch verschoben wird, ist eine unglückliche Formulierung. Wenn ein Kondensator aufgeladen wird, so wird Ladung von einer Platte zur anderen verschoben, allerdings nicht durch das Dielektrikum hindurch, sondern "außen rum" durch die Spannungsquelle. Das Endresultat ist dasselbe, als wenn die Ladungen durch das Dielektrikum gewandert wären.
Allerdings bedeutet "Verschiebung" ja auch nicht, dass die Ladungen im Dielektrikum über den ganzen Abstand hinweg transportiert werden, sondern dass die Ladungen tatsächlich nur um eine submikroskopisch kleine Strecke verschoben sind, so dass an einem Ende des Dielektrikums ein positiver, am anderen Ende ein negativer Ladungsüberschuss ensteht.
Wie dem auch sei, am besten stellst Du Dir vor, dass die Verschiebungsdichte D die Ladung auf einer Platte pro Fläche, nicht durch die Fläche, darstellt. |
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Spankey
Gast
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| Spankey Verfasst am: 14. Jan 2014 20:41 Titel: |
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Hallo GvC!
Danke für deine Antwort.
Wenn ich das richtig verstehe, "schiebt" die Spannungsquelle Ladung auf eine Platte, die sie von der anderen Seite "zieht".
| Zitat: | Allerdings bedeutet "Verschiebung" ja auch nicht, dass die Ladungen im Dielektrikum über den ganzen Abstand hinweg transportiert werden, sondern dass die Ladungen tatsächlich nur um eine submikroskopisch kleine Strecke verschoben sind, so dass an einem Ende des Dielektrikums ein positiver, am anderen Ende ein negativer Ladungsüberschuss ensteht.
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Das hat mich ja so konfus gemacht. Also sagt die Verschiebungsdichte nichts über eine Verschiebung von Ladung im DE aus,sondern vielmehr wieviel Ladung pro Fläche sich auf der Platte sammelt, abhängig vom E-Feld (erzeugt durch Spannung und ind. proportional zum Plattenabstand) und der durch die Materialkonstante bestimmten Polarisation im DE. Im Endeffekt also, wieviel Ladung "theoretisch" durch den Kondensator verschoben würde, wenn man "vergisst" dass selbige eigentlich außenrum geht. Habe ich das jetzt korrekt zusammengebastelt?
Vielen Dank nochmal,
VG Spankey |
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