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Apo
Anmeldungsdatum: 22.04.2017
Beiträge: 67
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 Apo Verfasst am: 27. Mai 2019 17:01 Titel: Durchbruchsfeldstärke |
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Hallo zusammen,
ich habe bei folgender Aufgabe überhaupt keine Ahnung was zu tun ist:
Auf welche Spannung kann eine Kugel mit 50 mm Durchmesser maximal aufgeladen werden, wenn die Durchbruchsfeldstärke der Luft 3*10^6 V/m beträgt?
Die Einheit sieht mir verdächtig nach elektrischem Feld aus, muss ich hier mit dem elektrischen Feld einer Kugel arbeiten?
Da wir das Thema noch nicht in der Vorlesung behandelt haben, und ich auch im Internet nichts wirklich Hilfreiches finden konnte, hoffe ich auf eure Tipps  |
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Lurkee
Gast
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| Lurkee Verfasst am: 27. Mai 2019 17:09 Titel: |
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Hey,
google mal 'Durchschlagsfestigkeit'. Ist das eigentlich die ganze Aufgabe oder fehlt da noch was? |
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Apo
Anmeldungsdatum: 22.04.2017
Beiträge: 67
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| Apo Verfasst am: 27. Mai 2019 17:13 Titel: |
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Hatte ich schon, und hab die Formel E=U/d gefunden. Bin aber daraus nicht so wirklich schlau geworden. Ist d hier der Durchmesser der Kugel?
Ja das ist tatsächlich die ganze Aufgabe |
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Lurkee
Gast
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| Lurkee Verfasst am: 27. Mai 2019 17:31 Titel: |
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'd' wäre die Dicke des Isolators.
Stelle dir beispielsweise ein Ungewitter vor: Die Luft stellt den Isolator dar und zwischen Erde und Wolke baut sich eine Spannung auf. Ist die Spannung über der Durchschlagsspannung, kommt es zu einer Entladung, also einem Blitz.
Die Spannung ist das Wegintegral der Feldstärke, das heißt bei vorgegebenem Wegintegral ist die Durchschlagsfeldstärke gleich die Feldstärke, die bei diesem Integral die vorgegebene Durchschlagsspannung ergeben würde.
Jetzt stellt sich mir allerdings die Frage, zwischen welchen Raumpunkten bei dir die Spannung gesucht wird. Meinst du vielleicht einen Kugelkondensator? Oder ist das wirklich eine ausgefüllte Kugel, die im inneren feldfrei ist?
Kann auch sein, dass ich das nicht verstehe. Ich enthalte mich. |
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Apo
Anmeldungsdatum: 22.04.2017
Beiträge: 67
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| Apo Verfasst am: 27. Mai 2019 20:04 Titel: |
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Das was du schilderst habe ich jetzt glaube ich verstanden.
Zur Aufgabe kann ich auch nicht mehr sagen, habe den Text eins zu eins übernommen ^^
Trotzdem vielen Dank für deine Hilfe, vielleicht hat ja noch jemand anderes eine Idee. |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5850
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| Myon Verfasst am: 27. Mai 2019 21:46 Titel: |
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Das E-Feld E(r) einer mit der Ladung Q geladenen Kugel kannst Du einfach mit dem Gaussschen Gesetz bestimmen. Aus
=\int_r^\infty E(r)\,\dd r)
folgt das Potential/die Spannung der Kugel an der Oberfläche. Damit hast Du den Zusammenhang zwischen dem E-Feld und der Spannung und kannst aus der gegebenen Durchbruchsfeldstärke die gesuchte Spannung berechnen. |
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Apo
Anmeldungsdatum: 22.04.2017
Beiträge: 67
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| Apo Verfasst am: 27. Mai 2019 22:55 Titel: |
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Ich bin nicht sicher, ob ich dir folgen kann.
Heißt das, dass wenn ich die Spannung an der Oberfläche berechnen will, diese als Potentialdifferenz  ausdrücken kann, wobei  ? Das würde mich ja eben zu deiner Formel führen..?
Das el. Feld einer Kugel lässt sich durch =\frac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}) berechnen..
Dann ist =\frac{V(r)}{r} \Rightarrow V(r)=E(r)\cdot r) mit V als der gesuchten Spannung, E als Durchbruchsfeldstärke und r als Kugelradius? |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5850
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| Myon Verfasst am: 27. Mai 2019 23:17 Titel: |
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Ja, genau, das sollte alles perfekt richtig sein. |
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Apo
Anmeldungsdatum: 22.04.2017
Beiträge: 67
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| Apo Verfasst am: 27. Mai 2019 23:19 Titel: |
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Dann vielen Dank für deine Hilfe! |
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