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Elektrisches Feld - Ladung und Spannung berechnen
 
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DerApfel



Anmeldungsdatum: 14.11.2015
Beiträge: 22

Beitrag DerApfel Verfasst am: 24. März 2016 11:34    Titel: Elektrisches Feld - Ladung und Spannung berechnen Antworten mit Zitat

Aufgabe:

Eine geladene Kugel hat den Radius r = 0.15m. In einem mittleren Abstand von 70cm vom Kugelmittelpunkt zeigt ein Flammensondenpaar mit Sondenabstand = 2cm die Spannung 200V. Berechnen Sie Ladung und Spannung der Kugel.

Mein Ansatz:

Die 200V Spannung werden durch das elektrische Feld der Kugel am Punkt der Flammensonde erzeugt, daher mein Ansatz für die Ladung der Kugel:



Die Spannung wäre demnach dann:



Stimmen die Ansätze so? Ich bin mir unsicher, inwiefern die 2cm Sondenabstand mit einbeziehen muss? Ergibt sich daraus ein Kondensator?

Grüße
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 24. März 2016 15:53    Titel: Antworten mit Zitat

DerApfel hat Folgendes geschrieben:
Die 200V Spannung werden durch das elektrische Feld der Kugel am Punkt der Flammensonde erzeugt, ...


Nein. Du hast hier ein Flammensondenpaar, also zwei Flammensonden. Die Potentialdifferenz zwischen diesen beiden Sonden, also von 69cm bis 71cm ist 200V.
DerApfel



Anmeldungsdatum: 14.11.2015
Beiträge: 22

Beitrag DerApfel Verfasst am: 24. März 2016 18:06    Titel: Antworten mit Zitat

Okay, danke für deine Antwort, könnte man dann sagen:



und dann:

GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 25. März 2016 12:48    Titel: Antworten mit Zitat

DerApfel hat Folgendes geschrieben:
Okay, danke für deine Antwort, könnte man dann sagen:



Nein, das könnte man nicht. E=U/d gilt nur für das homogene Feld. Hier handelt es sich aber um ein inhomogenes Feld. Dabei ist die Feldstärke bekanntermaßen



Die Spannung zwischen r1 (=0,69m) und r2 (=0,71m) ergibt sich durch Integration der Feldstärke über dem Radius von r1 bis r2, also



Das kannst Du ausrechnen und nach Q auflösen. Das setzt Du dann in die Gleichung für die Spannung der Kugel ein



mit r3 = Kugelradius.
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