Blitze bei Metallplatten

abi14 · Gast

Hallo, wir haben eine Frage:

Wenn man zwischen 2 Metallplatten eine Spannung anlegt, dann entstehen da ja irgendwie Blitze wenn E größer als 8000V/cm ist (Wert aus dem Internet).. aber bei den Rechenaufgaben geht man ja immer davon aus, dass die Metallplatten keine bestimmte Fläche haben, sondern halt unendlich groß sind.

Wie wäre es denn jetzt, wenn man eine endliche Ausdehnung der Platten hätte? Würde man mit U=E*d immer noch die gleiche Spannung ausrechnen? Ja oder? Hammer

Mr.Mitchell · Anmeldungsdatum: 17.05.2009 Beiträge: 43

Hallo,

nein, es würde sich eine etwas andere Spannung ergeben.
Das praktische Problem ist, dass du am Rand keine geraden E-Feldlinien mehr hast. Deine Formel gilt dann streng genommen nurnoch genau in der Mitte. Sie ist ein Spezialfall für ein homogenes Feld (parallele Linien).
Allerdings werden diese Randeffekte oft vernachlässigt.
Das Bild verdeutlicht das evtl etwas, so sieht es tatsächlich aus:

abi14 · Gast

Ah...stimmt!!
Und die Spannung wäre dann kleiner, weil ja E-Feld-Linien die von der einen Platte starten, nicht auf der anderen ankommen oder?

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Noch besser sieht man das mit den Äquipotentiallinien (siehe Wulstrandkondensator).
An den (scharfen) Kanten der Platte treten nämlich erhöhte Feldstärken auf. Dies vermeidet man durch Aufbörteln der Platten.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Luft hat eine ganz bestimmte Durchschlagfestigkeit. Sie beträgt bei Normaldruck und 20°C etwa 30kV/cm. Sobald die Feldstärke an irgendeiner Stelle diesen Wert überschreitet, wird es an dieser Stelle mindestens sog. Teilentladungen geben, die durch ein hörbares Knistern, im Extremfall auch durch sichtbare "Blitze" erkennbar sind. Sie können auch einen kompletten Durchschlag, also die vollständigen Ionisation eines Luftkanals zwischen den Elektroden einleiten.

Bei einem Plattenkondensator besteht die Gefahr von Teilentladungen dort, wo die Feldstärke am höchsten ist, was an den scharfkantigen Rändern der Plattenelektroden der Fall ist. Werden die Platten aber, wie von isi1 angedeutet, in einer ganz bestimmten Art und Weise "aufgebörtelt", so wird bei ansteigender Spannung die Durchschlagfeldstärke am ehesten im planparallelen Bereich der Platten erreicht. Diese spezielle Art der "Aufbörtelung" nennt man Rogowski-Profil.

Siehe auch hier

http://de.wikipedia.org/wiki/Rogowski-Profil

abi14 · Gast

Mr.Mitchell · Anmeldungsdatum: 17.05.2009 Beiträge: 43

Deine vorherige Erklärung versteh ich grade nicht wirklich, Feldlinien fangen immer irgendwo an und hören irgendwo auf. Aber sie hören nciht einfach irgendwo im Raum auf, sondern dort wo die Ladungsträger sitzen, also bei + und - , in dem Fall sind das die Platten, diese sind ja grade positiv und negativ geladen. In dem Bild oben sind auch alle Linien geschlossen, sie nehmen nur einen sehr weiten Weg aussenrum.

abi14 · Gast

An den Rändern sehen die ja nicht mehr so dicht aus, weshalb ich jetzt dahte, dass die Feldstärke kleiner ist und somit ein Blitz bei einer höheren Spannung erst zu sehen wäre.. Hammer

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München