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Elektron im Plattenkondensator
 
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wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 24. Okt 2016 20:22    Titel: Elektron im Plattenkondensator Antworten mit Zitat

Hey.
Ich brauche Hilfe bei der Aufgabe. Wie löse ich diese Aufgabe?



daum_equation_1477404516771.png
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daum_equation_1477404516771.png




Zuletzt bearbeitet von wer258 am 25. Okt 2016 16:09, insgesamt einmal bearbeitet
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 25. Okt 2016 16:11    Titel: Antworten mit Zitat

Ich brauche dringend Hilfe...
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14799

Beitrag GvC Verfasst am: 25. Okt 2016 16:28    Titel: Antworten mit Zitat

Waagrechter Wurf:


und


t in die erste Gleichung einsetzen.

Dabei ist s der anfängliche Abstand des Elektrons von der positiven Platte und a die Beschleunigung mit der das Elektron abgelenkt wird. Die Beschleunigung ergibt sich aus



mit

F = Coulombkraft auf das Elektron
m = Masse des Elektrons

Kommst Du damit weiter?
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 25. Okt 2016 21:17    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank für die Hilfe.



Ich muss F bestimmen oder?
Und was hat das alles mit der Kondensatorspannung zu tun?
thx2
Gast





Beitrag thx2 Verfasst am: 25. Okt 2016 21:43    Titel: Antworten mit Zitat

wer258 hat Folgendes geschrieben:

Ich muss F bestimmen oder?

Viel muss man da nicht bestimmen
steht in jeder Formelsammelung


beim Kondensator
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 25. Okt 2016 21:50    Titel: Antworten mit Zitat

Lautet die Formel nicht?:
https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/67877f8a8d47533bc1ce8aca7dd40beb141067e7
thx2
Gast





Beitrag thx2 Verfasst am: 25. Okt 2016 22:01    Titel: Antworten mit Zitat

das ist die Basis-Formel
Aber beim Plattenkondensator hast du sehr viele Ladungen
über eine Fläche verteilt.Da muss man integrieren

und dann kommt bei großen Platten mit kleinem Abstand heraus
dass die Kraft auf eine Ladung im Kondensator (weitgehend) konstant ist
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 25. Okt 2016 22:06    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe das mal probiert:


Stimmt das?


Zuletzt bearbeitet von wer258 am 25. Okt 2016 22:07, insgesamt einmal bearbeitet
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 25. Okt 2016 22:07    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank für deine Hilfe.
thx2
Gast





Beitrag thx2 Verfasst am: 25. Okt 2016 22:18    Titel: Antworten mit Zitat

bei 15V hat man eine Ablenkung von 0.95cm

wenn die Ladung sehr nahe an der negativen Platte in den
Kondensator eintritt muss sie 2cm abgelenkt werden
damit sie den Kondensator nicht verlassen kann
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 25. Okt 2016 22:25    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank für die Hilfe.
Wie kommst du auf die 2cm?
thx2
Gast





Beitrag thx2 Verfasst am: 25. Okt 2016 22:35    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist der Plattenabstand

das ist die Ablenkung die man braucht wenn die Ladung nahe der
negativen Platten in den Kondensator fliegt
es geht in der Aufgabe doch darum,dass die Ladung den Kondensator nicht verlassen
kann
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 25. Okt 2016 22:40    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank für die Hilfe.
Woher weiß man, dass es um nahe der negative Platte geht?
Wieso nicht der positiven Platte?
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 25. Okt 2016 22:50    Titel: Antworten mit Zitat

Und jetzt muss ich doch die Spannung bestimmen oder?


Zuletzt bearbeitet von wer258 am 25. Okt 2016 23:07, insgesamt 3-mal bearbeitet
thx2
Gast





Beitrag thx2 Verfasst am: 25. Okt 2016 23:00    Titel: Antworten mit Zitat

wer258 hat Folgendes geschrieben:

Woher weiß man, dass es um nahe der negative Platte geht?
Wieso nicht der positiven Platte?

Weil das Elektron zur positiven Platte hingezogen wird

würde das Elektron nahe der positiven Platte in den Kondensator
fliegen (parallel zu den Feldlinien)
bräuchte man kaum Spannung um es auf die Platte abzulenken


Probiers damit


Ich mache für heute Feierabend
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 25. Okt 2016 23:03    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank.

Ich habe einen Fehler bei meinem letzten Beitrag gemacht.
Die neue Lösung beträgt nun U=15 V
Das macht aber keinen Sinn...oder?
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 25. Okt 2016 23:17    Titel: Antworten mit Zitat



Und nun?
Was mache ich falsch?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14799

Beitrag GvC Verfasst am: 26. Okt 2016 00:15    Titel: Antworten mit Zitat

@wer258
Du bearbeitest hier eine Frage, die zwar zunächst gestellt war, nach Deinem Edit des Eröffnungsposts aber gar nicht mehr sichtbar war. Nach der im (editierten) Eröffnungspost gestellten Aufgabe geht es um die Mindestspannung, damit das Elektron den Kondensator nicht verlässt, und um die Beantwortung der Frage, ob diese Spannung von Eintrittspunkt des Elektrons in das Feld abhängt.

Wenn Du meinen ersten Beitrag ernst genommen und dann auch dem Hinweis von thx2 gefolgt wärest, der Dich auf die in diesem Thread sichtbare Aufgabenstellung zurück führen wollte, dann könntest Du sofort sagen, dass die Spannung natürlich vom Eintrittspunkt des Elektrons abhängt. Dieser Punkt wird nämlich durch den Abstand s von der positiven Platte beschrieben. Die Größe s wird also im Ergebnis als variable Größe auftauchen. Wenn Du dafür die maximale Entfernung, nämlich s=d einsetzen würdest, dann bekämest Du die absolute Mindestspannung, denn bei dieser Spannung würde für jeden Abstand s<d das Elektron in keinem Fall den Kondensator verlassen können.

Also konzentriere Dich in diesem Thread auf die hier gestellte Aufgabe, und diskutiere alle anderen eventuellen (Zusatz-)Aufgaben in einem separaten Thread.
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 26. Okt 2016 14:57    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank für die Hilfe.

Ich habe eigentlich nur vor diese Aufgabe zu lösen, die ich oben nach dem Editieren gestellt habe.

-------------------------------------------------------------------------------------
Zurürck zur Aufgabe:
Vielleicht könnt ihr mir weiter helfen.
Was ich bis jetzt unter anderem weiß:
s=9,5*10^(-3) m
Die Spannung ist abhängig vom Eintri. des Elektrons.

Wie bestimme ich nun die Spannung?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14799

Beitrag GvC Verfasst am: 26. Okt 2016 15:51    Titel: Antworten mit Zitat

wer258 hat Folgendes geschrieben:
Ich habe eigentlich nur vor diese Aufgabe zu lösen, die ich oben nach dem Editieren gestellt habe.


Und was hat dann das Folgende damit zu tun?

wer258 hat Folgendes geschrieben:
Was ich bis jetzt unter anderem weiß:
s=9,5*10^(-3) m


In der Aufgabe, die Du angeblich nur noch lösen willst, ist gar nicht nach einer Strecke gefragt, sondern nach einer Spannung. Was für eine Strecke soll das überhaupt sein? Wenn ich mich recht erinnere, soll sie irgendwie in Verbindung stehen mit einer vorgegebenen Spannung von 15V. Diese 15V sind aber überhaupt nicht Bestandteil dieser Aufgabe. Vergiss also die 9,5mm. Die Strecke s in den Formeln von thx2 und mir ist die Anfangsentfernung des Elektrons von der positiven Platte, wie ich Dir von Anfang an gesagt habe. Und wieso soll die gerade 9,5mm sein? Die ist doch frei wählbar. Sie kann minimal Null oder maximal 2cm sein. Aber das habe ich Dir auch bereits gesagt. Lies Dir meinen vorigen Beitrag nochmal durch.

wer258 hat Folgendes geschrieben:
Die Spannung ist abhängig vom Eintri. des Elektrons.


Woher weißt Du das? Nur weil ich das gesagt habe?

wer258 hat Folgendes geschrieben:
Wie bestimme ich nun die Spannung?


Den Weg habe ich Dir in meinem ersten Beitrag bereits genannt. Und thx2 hat Dir sogar die Formel dazu geliefert. Ein bisschen solltest Du schon auf die Hilfen eingehen, die Dir hier angeboten werden. Wenn Du Verständnisschwierigkeiten damit hast, solltest Du ganz konkrete Fragen zu den Punkten stellen, die Dir unklar oder nicht verständlich sind.
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 26. Okt 2016 17:16    Titel: Antworten mit Zitat

Muss ich diese Formel jetzt nach U umformen?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14799

Beitrag GvC Verfasst am: 26. Okt 2016 18:01    Titel: Antworten mit Zitat

wer258 hat Folgendes geschrieben:
Muss ich diese Formel jetzt nach U umformen?


Wenn Du U bestimmen willst, musst Du das wohl tun.
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 26. Okt 2016 19:07    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe dazu eine Frage, was setzte ich für s ein?
Du meintest doch, dass frei wählbar sei, aber dann gibt es doch viele Lösungsmöglichkeiten oder nicht?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14799

Beitrag GvC Verfasst am: 26. Okt 2016 19:45    Titel: Antworten mit Zitat

wer258 hat Folgendes geschrieben:
Ich habe dazu eine Frage, was setzte ich für s ein?
Du meintest doch, dass frei wählbar sei, aber dann gibt es doch viele Lösungsmöglichkeiten oder nicht?


So ist es. Daran siehst Du, dass die Spannung vom Eintrittspunkt abhängt. Denn s ist, wie bereits mehrfach gesagt, der Abstand von der positiven Platte beim Eintritt des Elektrons in den Kondensator. Wenn Du jetzt die Mindestspannung bestimmen willst, bei der das Elektron - unabhängig vom Eintrittspunkt - den Kondensator nicht verlassen kann (weil es vorher schon auf die positive Platte prallt), musst Du natürlich den maximal möglichen Abstand s einsetzen. Aber auch das ist Dir bereits gesagt worden.
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 26. Okt 2016 20:42    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank für die Hilfe.


Stimmt das Ergebnis?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14799

Beitrag GvC Verfasst am: 26. Okt 2016 21:34    Titel: Antworten mit Zitat

wer258 hat Folgendes geschrieben:
Stimmt das Ergebnis?


Ja. Und jetzt könntest Du, wenn Du denn wolltest, den restlichen Teil der ursprünglichen Aufgabe angehen und würdest nicht mehr Gefahr laufen, die unterschiedlichen Aufgabenteile zu vermischen.
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 26. Okt 2016 22:01    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank.
Meinst du, dass ich die andere Aufgabe nochmal mit Lösung schicke?
Also die ursprüngliche...?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14799

Beitrag GvC Verfasst am: 27. Okt 2016 00:09    Titel: Antworten mit Zitat

wer258 hat Folgendes geschrieben:
Vielen Dank.
Meinst du, dass ich die andere Aufgabe nochmal mit Lösung schicke?
Also die ursprüngliche...?


Das hängt nicht von mir ab. Das ist Deine Entscheidung.
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 27. Okt 2016 15:19    Titel: Antworten mit Zitat

Kannst du dann sagen, ob das Ergebnis stimmt?
Das gehört zur Aufgabe a).




2.png
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2.png


thx2
Gast





Beitrag thx2 Verfasst am: 27. Okt 2016 17:50    Titel: Antworten mit Zitat

Das Ergebnis stimmt

Für Fortgeschrittene
Jetzt kann man nicht nur den Eintrittsort sondern
auch noch den Eintrittswinkel des Elektrons ändern

Aber welcher Spannung kann das Elektron
jetzt den Kondensator nicht mehr verlassen?
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 27. Okt 2016 21:10    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank.
Ich habe für die andere Aufgabe einen anderen Lösungweg bzw. Formel gefunden. Das geht auch so oder?
thx2
Gast





Beitrag thx2 Verfasst am: 27. Okt 2016 21:28    Titel: Antworten mit Zitat





Diese beiden Formel sind gleichwertig

U_A ist die Spannung um das Elektron auf die gegebene Geschwindigkeit zu beschleunigen



Einfach einsetzen
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 27. Okt 2016 22:06    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank für die Hilfe

Der rechte Teil ist doch die kinetische Energie oder?
Was ist dann der linke Teil?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14799

Beitrag GvC Verfasst am: 28. Okt 2016 09:27    Titel: Antworten mit Zitat

wer258 hat Folgendes geschrieben:
Der rechte Teil ist doch die kinetische Energie oder?
Was ist dann der linke Teil?


Natürlich die potentielle Energie. Immerhin ist UA die Potentialdifferenz, die von dem Elektron während der Beschleunigungsphase durchschritten wird.

Übrigens: Wie bist Du eigentlich auf die Formel zur Bestimmung von y2 gekommen? Oder hast Du die nur irgendwo abgeschrieben?
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 28. Okt 2016 12:06    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank.
Die Formel hatte ich in der Schule.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14799

Beitrag GvC Verfasst am: 28. Okt 2016 12:16    Titel: Antworten mit Zitat

wer258 hat Folgendes geschrieben:
Die Formel hatte ich in der Schule.


Und wie habt ihr sie da hergeleitet? Immerhin enthält sie die Spannung UA, die in der vorliegenden Aufgabe gar nicht gegeben ist. Stattdessen ist - sehr viel einfacher - die Eintritssgeschwindigkeit gegeben. Entscheidend ist doch zu verstehen, warum die Tangente an die Flugbahn des Elektrons im Austritsspunkt die (gedachte) horizontale Flugbahn an der Stelle l/2 schneidet.
wer258



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 40

Beitrag wer258 Verfasst am: 28. Okt 2016 21:54    Titel: Antworten mit Zitat



Damit berechnet man .
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14799

Beitrag GvC Verfasst am: 28. Okt 2016 23:37    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hatte ja nicht nach der Formel für UA gefragt (das ist nur ein Umweg), sondern nach der für y2, diese hier

wer258 hat Folgendes geschrieben:
...


Irgendwie muss ihre Richtigkeit doch begründet werden können. Aber gut, Du hast die Aufgabe ja richtig gelöst, also sollte man es dabei bewenden lassen. Ich wollte eigentlich nur davor warnen, Formeln zu verwenden, ohne sie verstanden zu haben.
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