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Elektrisches Feld zwischen gleichnamig geladenen konzentrisc
 
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DS1969
Gast





Beitrag DS1969 Verfasst am: 16. Nov 2017 13:22    Titel: Elektrisches Feld zwischen gleichnamig geladenen konzentrisc Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo,

ich brauche einen Rat bezüglich des elektrischen Feldes zwischen zwei positiv geladenen konzentrischen Zylindern mit bekannten Radien. Der äußere Zylinder ist hohl, sodass ein zweiter hineinpasst. Ich muss das elektrische Feld E zwischen ihnen in Abhängigkeit vom Radius r und der an die Zylinder angelegten Spannungen beschreiben.

Meine Ideen:
Zunächst einmal erinnert die Geometrie ja sehr an einen Zylinderkondensator. Leider sind die Zylinder jedoch gleichnamig geladen und mir sind nur die angelegten Spannungen bekannt (beispielsweise 10kV auf dem äußeren und 20kV auf dem inneren) . Jetzt hab ich mir überlegt, dass die vom Zylinderkondensator bekannte Formel

mit der Länge l der Anordnung eigentlich immernoch gelten müsste, da ja sie ja auch allgmein das radiale Feld um einen geladenen Zylinder beschreibt, sich also für den inneren Zylinder eignet und diesem im Hohlzylinder trotz dessen gleichnamiger Ladung kein anderes Feld überlagert wird. Mein Problem ist aber, dass ich für diese Formel die Ladung Q brauche, die man beim Zylinderkondensator einfach mit der Kapazität und der Potentialdifferenz (im Beispiel also 10kV) ausrechnen kann. Jetzt weiß ich leider nicht mehr weiter, da ich durch fehlende Ladungssymmetrie ja nicht einfach

mit Außenradius a und Innenradius i des Hohlraumes verwenden darf. Bitte korrigiert mich, falls meine Annahmen falsch waren.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 16. Nov 2017 15:11    Titel: Re: Elektrisches Feld zwischen gleichnamig geladenen konzent Antworten mit Zitat

DS1969 hat Folgendes geschrieben:
... Jetzt weiß ich leider nicht mehr weiter, da ich durch fehlende Ladungssymmetrie ja nicht einfach

mit Außenradius a und Innenradius i des Hohlraumes verwenden darf.
...


Warum denn nicht? Was hat denn die Ladungssymmetrie damit zu tun. Die Kapazität einer Anordnung ist doch nur von ihrer Geometrie und ihren dielektrischen Eigenschaften (Permittivität) abhängig. Du kennst die Spannung zwischen den Zylindern, Du kennst ihre Geometrie, also kannst Du die Feldstärke bestimmen.
DS1969
Gast





Beitrag DS1969 Verfasst am: 16. Nov 2017 21:03    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für die Antwort! Ja, das klingt sehr einleuchtend.

Ich muss aber immernoch irgendwo einen Denkfehler haben. Auf die Idee, dass man die eingangs beschriebene Anordnung nicht wie einen Kondensator betrachen kann, kam ich durch folgende Überlegung:
Angenommen ich füge ein ebenfalls positiv geladenes Teilchen in den Zwischenraum ein. Beim "normalen" Kondensator kann ich mir das noch vorstellen, da man ohne anliegende Spannung zwei neutrale oder bei Spannung eben eine positive und eine negative Fläche hat. Das Teilchen würde also wenn keine Spannung anliegt wahrscheinlich einfach Influenzeffekte hervorrufen und dann dem Feld folgen. Bei anliegender Spannung kann es einfach gleich dem Feld folgen.
Im komplett positiv geladenen Aufbau hat man jetzt aber zwei positive Seiten Wenn beide das gleiche Potential haben, müsste das Feld erlöschen. Wenn auch das Teilchen auf gleichem Potential liegt, kann es ebenfalls kein Feld erzeugen, da keine negativen Ladungen vorhanden sind, an denen die Feldlinien enden könnten. Das Teilchen kann doch aber nicht einfach zB der Gravitation folgen und auf einer der Elektroden landen. Gleichnamige Ladungen müssen sich doch abstoßen?

Ich fühle mich sehr dumm gerade.
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