Kondensator mit Dielektrikum

Sirrichard · Anmeldungsdatum: 13.09.2016 Beiträge: 14

Hallo,

ich habe die suchfunktion genutzt aber werde daraus nicht wirklich schlau.

Vielleicht kann mir jemand helfen eine Musterlösung zu erarbeiten damit ich einmal den kniff raus habe um eine solche Aufgabe lösen zu können.

Die Aufgabenstellung:

Ich habe einen Plattenkondensator.
Plattenabstand ist d.
Es befindet sich ein Dielektrikum in diesem Kondensator. Dieses Dielektriukum ist komplett im Kondensator füllt diesen aber nicht komplett aus, sondern hat einen abstand x < d zu einer Platte des Kondensators.
Ich soll :
a) E_Luft und E_Dielektrikum berechnen
b) U_ges
c) C_ges

Meine überlegung zu a):

Allgemein gilt

Die anordnung des Dielektriukums kann als Serienschaltung von zwei Kondensatoren angesehen werden. somit gilt

weiter gilt:

dann würde ich jetzt

für die elektrische feldstärke im Kondensator mit Luft und analgo

zu b)
da Serienschaltung gilt:

Die jeweiligen Spannungen U_L und U_D bekomme ich raus indem ich

nach U umstelle.

zu c)

würde ich so einfach ausrechnen.

Würde mich echt freuen wenn jemand so gütig wäre mir das näher zu bringen am besten einfach Hilfe

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Sirrichard · Anmeldungsdatum: 13.09.2016 Beiträge: 14

danke für die schnelle antwort. ja stimmt E=U/d und U=Q/C einsetzen und es ergibt sich E=Q/(d*C) werde ich gleich editieren.

Ich habe einen anhang hinzugefügt in der ein bild der situation ist.
es ist an werten nichts gegeben keine spannung und keine teilspannung.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Um die Feldstärken wirklich berechnen zu können, müsste neben den Werten für die Kapazität(en) wenigstens eine Spannung oder die Ladung Q gegeben sein. Normalerweise ist bei solchen Aufgaben die Gesamtspannung gegeben. Dann berechnen sich die Feldstärken wie folgt:

Wegen konstanter Verschiebungsdichte an der Grenzfläche ist

Einsetzen:

Nach E_D auflösen:

und somit

Sirrichard · Anmeldungsdatum: 13.09.2016 Beiträge: 14

Ja da keinerlei werte gegeben sind ist der sinn der Aufgabe denke ich alles Allgemein zu rechen. Zumal dies eine alte Klausuraufgabe ist.

Somit wäre

mit

und

wie oben.

und

somit wäre die Aufgabe gelöst und wir hätten
in a)

und

in b)

und in c)

bestimmt

Vorausgesetzt es stimmt jetzt alles soweit.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861