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Kugel-Kondensator elektrisches Potential
 
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bloebb



Anmeldungsdatum: 24.07.2017
Beiträge: 139

Beitrag bloebb Verfasst am: 11. Sep 2017 16:27    Titel: Kugel-Kondensator elektrisches Potential Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo,

mich verwirrt eine Grafik eines Professors etwas. Siehe https://www.youtube.com/watch?v=f3A5Uk2oDCw&index=7&list=PLrWrjvhC1doZb-WGWs9Qf-YdJR1S1scr2 20:00. Das ist die 7te Vorlesung zum Thema "Einführung in die Physik II". Hier geht es um den Kugel-Kondensator.

In der 5ten Vorlesung (https://www.youtube.com/watch?v=l-Ebluy0EPo&index=5&list=PLrWrjvhC1doZb-WGWs9Qf-YdJR1S1scr2) wird die Theorie zu Punktladungen erklärt, und was es mit elektrischen Potential auf sich hat. Wenn ich das richtig verstanden habe, ist ein elektrisches Potential die potentielle Energie pro Ladungseinheit, relativ zu einem bestimmten Bezugspunkt.

Zurück zum Diagramm im 7ten Video. Ich frage mich, warum das elektrische Potential bei r >= nicht 0 ist. Irgendwo muss ein Bezugspunkt definiert sein. Vielleicht bei , oder vielleicht auch irgendwo im Unendlichen. Aber dort muss das elektrische Potential unbedingt 0 sein. Und wenn konstant ist, bedeutet das folglich, dass es ebenfalls 0 sein muss. Wäre das nicht so, wäre auch das Potential beim Bezugspunkt nicht 0.

Meine Ideen:
Meine Meinung nach müsste die Grafik also folgendermaßen aussehen: https://imgur.com/a/jXElD (Mit freundlicher Unterstützung von wolframalpha smile )

Was ist eure Meinung dazu?

EDIT: Titel editiert, dort stand ein Blödsinn
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 11. Sep 2017 17:13    Titel: Antworten mit Zitat

bloebb hat Folgendes geschrieben:
Meine Meinung nach müsste die Grafik also folgendermaßen aussehen: https://imgur.com/a/jXElD


Das kann nicht sein. Denn dann wäre die Feldstärke an der Stelle ra unendlich groß.
bloebb



Anmeldungsdatum: 24.07.2017
Beiträge: 139

Beitrag bloebb Verfasst am: 11. Sep 2017 17:47    Titel: Antworten mit Zitat

An der Stelle wäre die Feldstärke gar nicht definiert, weil . Und an dieser Stelle ist eine Unstetigkeit, also ist an dieser Stelle gar keine Ableitung möglich.
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5836

Beitrag Myon Verfasst am: 11. Sep 2017 19:54    Titel: Antworten mit Zitat

Das E-Feld ist bei r_a nicht stetig, und das Potential ist dort nicht stetig differenzierbar. Aber stetig ist das Potential bei r_a sehr wohl - was bei Deiner Kurve nicht der Fall wäre.

Ich sehe auch nicht, wieso Du unbedingt das Potential bei r_a oder im Unendlichen gleich 0 setzen willst. Das ist doch völlig egal. Das, was Du misst, ist das E-Feld oder allenfalls Potentialunterschiede (Spannungen). Beides wird nicht beeinflusst, wenn Du das Potential um einen beliebigen konstanten Wert veränderst. Du kannst also problemlos das Potential bei r_a auf 1000 V setzen oder auch im Unendlichen (was zugegebermassen nicht sehr üblich ist). Wenn Du das Potential allerdings bei einem Punkt A auf einen bestimmten Wert festgelegt hast, ist an allen anderen Orten das Potential über



festgelegt (woraus übrigens auch wieder ersichtlich ist, dass bei r_a das Potential stetig ist).
bloebb



Anmeldungsdatum: 24.07.2017
Beiträge: 139

Beitrag bloebb Verfasst am: 12. Sep 2017 18:08    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Ich sehe auch nicht, wieso Du unbedingt das Potential bei r_a oder im Unendlichen gleich 0 setzen willst.


Ein Potential ist immer definiert über einen Bezugspunkt. Ist ein Punkt weit vom Bezugspunkt entfernt, ist das Potential hoch. Liegt der Punkt direkt am Bezugspunkt, ist das Potential 0.

Genau so wie man den Punkt relativ zum Bezugspunkt verschieben kann, kann man auch den Bezugspunkt relativ zum Punkt verschieben. So kann ich den Bezugspunkt ins Unendliche verschieben, oder ich kann ihn in einem Abstand oder relativ zum Mittelpunkt des Kugel-Kondensators legen.

Aber egal, ob ich das Eine oder das Andere verschiebe, ist ein Punkt direkt am Bezugspunkt, ist dort das Potential auf jeden Fall 0.

Ich glaube, mein Fehler ist, dass ich die Sache falsch betrachte.

Nur zwischen und hat man ein magnetisches Feld. Dieses Feld fällt proportional ab. Und ich vermute, dass hierfür der Bezugspunkt im Unendlichen liegt, und dass dort diese Kurve dann gegen 0 geht.
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5836

Beitrag Myon Verfasst am: 12. Sep 2017 18:54    Titel: Antworten mit Zitat

Bei den ersten 3 Abschnitten kann ich nicht recht folgen.

bloebb hat Folgendes geschrieben:
Nur zwischen und hat man ein magnetisches Feld. Dieses Feld fällt proportional ab. Und ich vermute, dass hierfür der Bezugspunkt im Unendlichen liegt, und dass dort diese Kurve dann gegen 0 geht.

Es geht hier um das elektrische Feld und nicht das Magnetfeld. Und nochmals: Es ist üblich und oft auch praktisch, dass man das Potential an einem Ort zu null festlegt. Aber notwendig ist das überhaupt nicht. Du kannst (ich wiederhole mich) das Potential nach Belieben um einen konstanten Wert ändern (Genaueres siehe unter Eichtransformation). Deshalb ist die im Vorlesungslink des ersten Beitrags gezeigte Grafik auch absolut richtig.
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