Plattenkondensator - Kraft auf Ladung

Tom_mclovin · Anmeldungsdatum: 29.07.2014 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo. Ich hoffe sehr, dass mir jmd. weiterhelfen kann, da mich diese Frage sehr beschäftigt und ich sonst durchdrehe ^^

Frage: Ein Plattenkondensator mit der Fläche 0, 1 qm und dem Plattenabstand von 0, 15 m wird auf eine Spannung von 230 V aufgeladen.
...
Die Frage ist, wie ist die Kraft auf ein Proton, wenn in d2n Plattenzwischenraum ein Dielektrikum mit der relativen Dielektrizitätskonstante von 80 gebracht wird. In der Lösung steht F=8x10^-5 N. Aber keinen Dunst wie man darauf kommen sollte o.O

Meine Ideen:
Da E=U/d dachtenich, es spielt ja keine Rolle, was da die Dielektrizitätskonstante ist, wenn F=q x E. Selbst wenn ich über die Energie irgendwie versuche diese Konstante einzusetzen, kommt nur Mist raus.
Bitte um Hilfe!!!
Danke smile

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

MechatronikStudent · Anmeldungsdatum: 29.07.2014 Beiträge: 9

Als weiteren Hinweis für dich:
Die Kapazität ändert sich. (C = epsilon0 * epsilonr * A/d)
Wobei A = Fläche
d = Plattenabstand sind.
epsilon0 = 8,85*10^-12 F / m
epsilonr (LUFT) = ca. 1
epsilon0*epsilonr ist deine Konstante

*Hust* denkst du in der Aufgabe sind die Angaben zum Spaß gemacht bzgl der Geometrie *Hust* (das machen Dozenten / Lehrer selten.. würde den Schwierigkeitsgrad ja erhöhen Zunge raus

Hoffe habe hier auf die schnelle nichts verdreht =)

E=mc² · Anmeldungsdatum: 24.06.2014 Beiträge: 494

@PhyMaLehrer & MechatronikStudent:
Ich kann euch nur zustimmen, aber rechnet mal, wie stark ein E-Feld sein muss, damit ein Proton so eine hohe Kraft erfährt und wie hoch die Spannung bei gegeben Durchmesser sein müsste.

MechatronikStudent · Anmeldungsdatum: 29.07.2014 Beiträge: 9

Werde heute Abend das ganze mal schnell durchrechnen, die Mittagspause ist vorbei Augenzwinkern

(Vorrausgesetzt du hast bis dahin keine Lösung)

tom_mclovin.. · Gast

Leute, das weiß ich schon. Und mir sind auch alle Formeln bekannt. Nur wenn F=q x E und E=U/d, dann interessiert mich ja nicht C. Ich hab natürlich versucht eine neue Spannung auszurechnen, aber ich bin nicht auf das Ergebnis gekommen. Deshalb hab ich hier ja nachgefragt. Also bitte um mehr Hilfe. Die Formeln hab ich ja, aber ka wie das gehn soll LOL Hammer

E=mc² · Anmeldungsdatum: 24.06.2014 Beiträge: 494

Tom_mclovin1 · Gast

über den Ansatz habe ich es auch schon versucht. Ich komm dennoch nicht drauf -.- wahrscheinlich weil ich nicht weiß, was mein Q ist. Ich habe zwar mit den neuen C Wert gerechnet, aber ich denke mal nicht, dass ich dafür mein altes Q verwenden kann. Oder?

E=mc² · Anmeldungsdatum: 24.06.2014 Beiträge: 494

Wenn der Kondensator weder ge- noch entladen wird ist Q konstant. (Es gilt ja I=Q/t, daher muss ein Strom fließen, damit sich Q ändert)

tommclovin · Gast

Also bis jetzt weiß ich genau so viel wie vor meiner Fragestellung.
Ich habe ein C von 5,9x10^-12. Damit ein Q von 1,357x10^-9. Mein neues C mit der Konstante 80 = 4,7221x10^-10 und wenn Q konstant ist habe ich ein neue U von 2,87 V was ja schon sehr komisch ist und damit komme ich bei weiten nicht auf das angegebene Ergebnis von 8x10^-5 N. Also helft mir doch einfach. Das wäre sehr nett

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

@Tom_mclovin1
Wie von anderen bereits gesagt wurde, passen Deine Angaben zum Kondensator und zur Spannung nicht mit der Musterlösung zusammen. Bitte überprüfe deshalb, ob Du die Aufgabenstellung richtig wiedergegeben hast.

tom_mclovin2 · Gast

Kann mir jmd sagen, auf was ihr kommt?[/u]

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

mit

und

Dabei ist U2 die Spannung nach Einbringen des Dielektrikums. Sie ergibt sich bei konstanter Kondensatorladung Q nach folgender Rechnung:

mit

Also

Wenn Du da die gegebenen Werte einsetzt, erhältst Du

E=mc² · Anmeldungsdatum: 24.06.2014 Beiträge: 494

Unter der Voraussetzung, dass das Dielektrikum erst nach der Ladung eingebracht wird (was man meiner Meinung nach nicht ganz eindeutig aus der Angabe lesen kann) gilt folgendes:

Da ich jetzt zu faul bin, die ganzen konstanten zu googlen:

Beim Laden:

Edit: es ist mir wer zuvorgekommen, ich lass es trotzdem stehen.

toom_mclovin · Gast

Genau auf das bin ich auch gekommen! 3,06453x10^-18 Ich danke euch! Manchmal soll man eine Mustetlösung eher hinterfragen als seine eigenen Rechnungen Augenzwinkern