| Autor |
Nachricht |
styrokul
Gast
|
 styrokul Verfasst am: 13. Mai 2015 20:00 Titel: Ladung einer Styroporkugel |
 |
|
Meine Frage:
Hi!
Ich sitze momentan vor einem kleinen Problem...
Nämlich muss ich für eine Berechung wissen, wie hoch man eine Styroporkugel mit einem Radius von ca. 1mm laden kann.
Meine Ideen:
Mein Ansatz war zunächst einmal zu schauen wie viele Teilchen, angenommen unter einer Dichte von 0.06 g/cm^3 in der Kugel sind, was im Bereich von 10^17 Teilchen ist. Daher stellt sich nun die Frae, welcher Anteil an Ionen hierfür sinnvoll ist. Würde behaupten, das C im Bereich 10^(-10)C schon realistisch ist?
Gibt es hierfür bessere Ideen/Ansätze?
Vielen Dank im Voraus! |
|
 |
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 14. Mai 2015 00:22 Titel: |
|
|
Die maximale Ladung eines Körpers wird durch die Durchschlagfestigkeit des umgebenden Mediums bestimmt. Falls es sich um Luft handelt, ist die Durchschlagfestigkeit ca. 30kV/cm. Damit lässt sich die maximale Ladung einer Kugel zu
ermitteln.
Die Frage ist allerdings, wie man die Ladung auf die Styroporkugel bekommt. Immerhin handelt es sich um einen Isolierstoff. |
|
|
styrokul
Gast
|
| styrokul Verfasst am: 14. Mai 2015 10:29 Titel: |
|
|
Danke !
Aber was würdest du als realistisch einschätzen?
Ich habe im Prinzip ein ganz normales PowerSupply (25) zur Verfügung, könnte eventuell noch die Spannung hochtransformieren.
Theoretisch würde (wenn ich mich nicht verrechnet habe) ein Wert von
Q = 3*10^-10 C.
Aber kann es überhaupt nicht einschätzen, was möglich ist. So kleine Ladungen sind ohne Präzisionsmessungen denke ich auch praktisch unmöglich zu messen? |
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 14. Mai 2015 13:04 Titel: |
|
|
|
Du brauchst die Ladung doch nicht zu messen. Du brauchst nur die notwendige Spannung zu berechnen. Um diese Ladung auf die Kugel zu transportieren, benötigst Du rechnerisch eine Gleichspannung von 3kV(=3000 V). |
|
|
styrokul
Gast
|
| styrokul Verfasst am: 14. Mai 2015 18:28 Titel: |
|
|
Also ich glaub ich sitzte gerade am Schlauch, dachte, dass es mir klar war, aber jetzt habe ich doch noch ein paar Fragen:
1) Styropor ist ja Isolator, das heißt doch, dass man eine Ladung nicht nur auf der Oberfläche, wie bei Metallkugeln wegen Satz von Gauß hat sondern theoretische eine homogene Volumenladungsverteilung
2) Was ist denn das E in deiner Formel? Allgemein ein elektrisches Feld und somit wenn man die Durschlagsstärke einsetzt somit die Obergrenze der Ladung?
3)Wie kommst du darauf, dass es genau 3kV sein müssen? |
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 14. Mai 2015 18:48 Titel: |
|
|
| styrokul hat Folgendes geschrieben: | | Styropor ist ja Isolator ... |
Ja, und gerade weil das so ist, düfte es schwierig sein, eine so große Ladungsmenge in den Isolierstoff zu injizieren. Jedenfalls dürfte das eine ganze Weile dauern, vielleicht Monate oder Jahre.
| styrokul hat Folgendes geschrieben: | | ... das heißt doch, dass man eine Ladung nicht nur auf der Oberfläche, wie bei Metallkugeln wegen Satz von Gauß hat sondern theoretische eine homogene Volumenladungsverteilung |
Nein, das heißt es nicht, jedenfalls nicht automatisch. In einem Isolierstoff kann die Ladungsverteilung beliebig inhomogen sein und ist abhängig von der geometrischen Form der Elektrode, mit der die Ladungen aufgebracht werden.
| styrokul hat Folgendes geschrieben: | | Was ist denn das E in deiner Formel? Allgemein ein elektrisches Feld und somit wenn man die Durschlagsstärke einsetzt somit die Obergrenze der Ladung? |
E ist die elektrische Feldstärke, die theoretisch maximal die Durchschlagfeldstärke der Luft erreichen kann. Die dadurch bestimmbare Ladung muss dann aber homogen oder zumindest radialsymmetrisch im Isolierstoff verteilt sein.
| styrokul hat Folgendes geschrieben: | | Wie kommst du darauf, dass es genau 3kV sein müssen? |
Durch die grundsätzliche Beziehung U=Q/C. Die Frage ist natürlich, ob bei dieser Spannung überhaupt nennenswerte Ladung in den Isolierstoff injiziert oder auf seine Oberfläche aufgebracht werden kann. |
|
|
styrokul
Gast
|
| styrokul Verfasst am: 14. Mai 2015 19:00 Titel: |
|
|
Ok, dann ist mir das schon mal halbwegs klar.
Dir fällt nicht zufällig ein alternativer Stoff zu Styropor ein, der eine geringe Dichte, am besten fest, kugelförmig und leicht elektrisch ladbar ist? |
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
