Stationäre Spannung Plattenkondensator

chris001 · Gast

Meine Frage:
Hallo,
ich habe ein Verständnisproblem.

Folgende Aufgabe wurde mir gestellt:

Ein Plattenkondensator ist über einen Widerstand und einen Schalter an einer Gleichspannungsquelle Uq = 100V angeschlossen. Die Plattenfläche beträgt 226m² und Abstand = 20mm. Der Plattenkondensator ist luftgefüllt und alle auf und Entladevorgänge sind abgeschlossen.

Bestimmen Sie die Kapazität, Spannung Uc, Ladung Q, elekrische Feldstärke E und die gespeicherte Energie W..

--Alles kein Problem..--

Jetzt wird der Schalter geschlossen und der Kondensator mit ein Dielektrikum gefüllt.

Die oben genannten Werte sollen nun vom aufgeladenen Kondensator neu berechnet werden.

--Auch alles kein Problem--

Am Ende wird der Schalter wieder geöffnet und das Dielektrikum vollständig abgelassen..

Hier soll ich nun die stationär eingestellte Spannung Uc bestimmen.

Meine Ideen:
Ich weiß, dass sich die Kapazität um den Faktor 40 erhöht hat, sodass die neue Spannung ebenfalls um den Faktor 40 multipliziert wird.

Ich verstehe allerdings nicht warum ich das nicht mit einer Formel belegen kann..

Warum kann ich hier nicht U = Q/C rechnen? -Falsches Ergebnis-

Zudem würde ich ganz gerne mal wissen, warum die Spannung von dem Kondensator gleich der Spannung Uq ist? Gilt hier die Maschenregel? Wenn ja, nur wenn alle auf und Entladevorgänge abgeschlossen sind?!

Danke und Gruß

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Wenn Du mit Dielektrikum eine große Ladung auf die Platten bringst, kann diese Ladung Q bei offenem Schalter nicht abfließen, die Spannung steigt über Ualt an. Was bleibt dem Kondensator mit seiner dann geringeren Kapazität auch anders übrig, als die Spannung soweit zu erhöhen, dass die Formel Q = Uneu * Cneu erfüllt ist.
Die Energie W = ½ Cneu Uneu² - ½ Calt Ualt² muss durch Gewicht der Dielektrikumflüssigkeit mal Höhe geliefert werden. Wenn das nicht reicht, dann wird die Flüssigkeit eben nicht abfließen können, die Flüssigkeit wird durch Elektrostatik zwischen den Platten gehalten, der Kondensator hat dann noch z.T. die höhere Kapazität, die Spannung steigt nicht so hoch.