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Zylinderkondensator
 
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checkermanify



Anmeldungsdatum: 29.01.2019
Beiträge: 1

Beitrag checkermanify Verfasst am: 29. Jan 2019 16:56    Titel: Zylinderkondensator Antworten mit Zitat

Hallo zusammen,
zur Aufgabe:
Gegeben ist eine Anordnung aus zwei unendlich langen koaxialen Metallzylindern mit den Radien r1 und r3 r4. Zwischen diesen befindet sich ein aus zwei Materialien bestehendes geschichtetes Dielektrikum εr1 ; εr2 .
Der Radius der koaxial verlaufenden Trennfläche ist r2. Der innere Zylinder trägt pro Meter die Ladung Q.
a) Geben sie den Verlauf der Verschiebungsdichte D und der elektrischen Feldstärke E in Abhängigkeit von r an.
b) Skizzieren Sie E(r) und D(r)
c) Wo tritt E(max) auf ?
d) Geben Sie den Verlauf des Potentials ρ (r) für den Bezugspunkt r0 > r4 an.
e) Durch welche Maßnahme kann der Außenraum r > r3 feldfrei gemacht werden?

----------------------------------------------------
Hier zu meinen Ideen:

a) D=f(r)
D=

E=

Die Zylinderkondensatoren sind unterschiedlich lang.

Demnach haben wir zwei D`s mit jeweils r1 und r3 r4

Der innere Zylinder trägt pro Meter die Ladung Q. -> Q/1m?
Hier weiß ich nicht genau wie ich dies in die Formel einbringe und wie ich den Verlauf beider Größen (D und E ) darstelle..

Ich bitte euch um Hilfe und hänge eine Skizze dazu. Vielen Dank im Voraus.

Grüße smile



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GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 29. Jan 2019 18:24    Titel: Antworten mit Zitat

checkermanify hat Folgendes geschrieben:
Die Zylinderkondensatoren sind unterschiedlich lang.


Wer sagt das denn. Nach Aufgabenstellung sind die Elektroden beide gleich lang, nämlich unendlich lang. Betrachtet wird allerdings nur die Länge l=1m, da die Ladung Q für einen Meter Länge gegeben ist.

checkermanify hat Folgendes geschrieben:
a) Geben sie den Verlauf der Verschiebungsdichte D und der elektrischen Feldstärke E in Abhängigkeit von r an.


D hast Du richtig. Für die Feldstärke wäre es sinnvoll, die beiden Bereiche mit unterschiedlichen Permittivitätszahlen zu unterscheiden.

checkermanify hat Folgendes geschrieben:
b) Skizzieren Sie E(r) und D(r)


Hast Du das gemacht? Dabei wird Dir aufgefallen sein, dass die Feldstärke bei r=r2 einen Sprung nach oben oder unten macht. Ob nach oben oder unten, hängt vom Verhältnis der Permittivitätszahlen ab.

checkermanify hat Folgendes geschrieben:
c) Wo tritt E(max) auf ?


Dafür gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten, entweder an der Stelle r1 oder an der Stelle r2. An der Stelle r2 überhaupt nur dann, wenn . Wo das Feldstärkemaximum tatsächlich auftritt, hängt vom Radienverhältnis und vom Verhältnis der Permittivitätszahlen ab.
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