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Flächendichte der Ladung
 
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yoda



Anmeldungsdatum: 12.04.2007
Beiträge: 22

Beitrag yoda Verfasst am: 22. Jun 2007 20:34    Titel: Flächendichte der Ladung Antworten mit Zitat

Abend ich scheitere gerade an dieser Aufgabe:

Zwischen zwei Kondensatorplatten mit dem Abstand 5 cm und je 450 cm^2 Fläche liegt die Spannung U = 10kV an.
a) Wie groß sind die Feldstärke E und die Flächendichte der felderzeugenden Ladungen?
b) Wie ändern sich diese Werte, wenn man die Platten
1 - bei konstanter Plattenladung
2 - bei konstanter Spannung
auseinanderzieht?

Lösungsansatz:

a)
E = U/d = 1000V / 0,05m = 20 000 V/m
Flächendichte = E_0 * E = 177 *10^-9 c/m^2

b)1-
U wird größer
d wird größer
E bleibt gleich da U und d größer werden ( wegen proportionalität)
Q bleibt konstant
Flächenladungsdichte bleibt gleich weil E gleich bleibt

2-
U bleibt gleich da konstant
E bleibt


hier weis ich nicht weiter kann mir da jemand weiter helfen?
kann auch jemand kurz über meine Ergebnisse drüber schauen ob diese stimmen.
Danke im vorraus
mfg yoda
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 23. Jun 2007 03:51    Titel: Re: Flächendichte der Ladung Antworten mit Zitat

yoda hat Folgendes geschrieben:

a)
E = U/d = 1000V / 0,05m = 20 000 V/m
Flächendichte = epsilon_0 * E = 177 *10^-9 c/m^2

b)1-
U wird größer
d wird größer
E bleibt gleich da U und d größer werden ( wegen proportionalität)
Q bleibt konstant
Flächenladungsdichte bleibt gleich weil E gleich bleibt

2-
U bleibt gleich da konstant

Soweit bin ich komplett einverstanden smile Magst du nun deine nächste Vermutung

Zitat:

E bleibt

nochmal in Frage stellen und statt dessen erstmal auch hier mit

d wird größer

wetermachen?
yoda



Anmeldungsdatum: 12.04.2007
Beiträge: 22

Beitrag yoda Verfasst am: 23. Jun 2007 11:25    Titel: Antworten mit Zitat

super danke für die schnelle antwort
so ganz sicher bin ich mir nicht, ist das richtig?

2-
U bleibt konstant angenommen
d wird größer
E wird kleiner da der Plattenabstand d größer wird
Q wird kleiner da mehr Spannung nötig um Ladungen auf Platten zubringen
Flächenladungsdichte wird kleiner da E kleiner wird
C wird kleiner da Q kleiner und U konstant
W des Kondensators wird kleiner , da U konstant und q kleiner wird
oder auch weil U konstant und C kleiner wird

1-
C wird kleiner da Q konstant und U größer
W des Kondensators wird größer, da U größer wird und Ladung gleich bleibt oder auch weil U größer wird und C kleiner wird.

mfg
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 23. Jun 2007 12:19    Titel: Antworten mit Zitat

Prima, einverstanden smile

Vielleicht hilft es dir, dich dabei noch sicherer zu fühlen, wenn du einfach immer jeweils die Formel danebenschreibst, mit der du den jeweiligen Punkt überlegt hast smile


Die einzige Begründung, die ich nicht schlüssig finde, ist die allerletzte
yoda hat Folgendes geschrieben:
oder auch weil U größer wird und C kleiner wird.
,
denn dann könnte mit W ja noch alles passieren, je nachdem, was sich stärker auswirkt. Den ersten Teil deiner Begründung dazu, der davor steht, finde ich besser und zusammen mit der zugehörigen Formel völlig ausreichend smile
yoda



Anmeldungsdatum: 12.04.2007
Beiträge: 22

Beitrag yoda Verfasst am: 23. Jun 2007 12:58    Titel: Antworten mit Zitat

dermarkus hat Folgendes geschrieben:

Vielleicht hilft es dir, dich dabei noch sicherer zu fühlen, wenn du einfach immer jeweils die Formel danebenschreibst, mit der du den jeweiligen Punkt überlegt hast


Gute idee, werde ich das nächste mal machen.
Evtl. sind kleine Beispielrechnungen auch nicht schlecht habe ich mir überlegt.


yoda hat Folgendes geschrieben:
oder auch weil U größer wird und C kleiner wird.


Es gibt doch die Formel für die Arbeit eines Kondensators die lautet:
W = (1/2) * C * U^2

davon habe ich meine Begründung abgeleitet weil wenn U größer wird, wird das ja noch ins quadrat genommen. Und somit macht es W größer

Aber du hast recht klingt sehr wiedersprüchlich ,diese Aussage.
deshalb ist in der Tat die erste Erklärung besser.

Noch eine kleine zusatz Frage, ich kann diese 2 Formeln irgendwie nicht unterscheiden wann ich welche benutzen muss bzw. kann.

W = 1/2 * Q* U
W = q*U = q * d* E <--- gilt das nur im Homogenen Feld?


mfg
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 23. Jun 2007 16:09    Titel: Antworten mit Zitat

yoda hat Folgendes geschrieben:

Es gibt doch die Formel für die Arbeit eines Kondensators die lautet:
W = (1/2) * C * U^2

davon habe ich meine Begründung abgeleitet weil wenn U größer wird, wird das ja noch ins quadrat genommen. Und somit macht es W größer

Dann muss deine Begründung aber deutlich länger und aufwändiger sein. Denn dann musst du ja noch dazusagen und vergleichen, wie stark das U^2 zunimmt und wie stark das C abnimmt, wenn man das d vergrößert. Und bevor du anfängst, genau zu sagen, wie die Funktionen U(d) und C(d) von d abhängen, ist die erste deiner beiden Begründungen sicher viel einfacher und kürzer smile

yoda hat Folgendes geschrieben:

Noch eine kleine zusatz Frage, ich kann diese 2 Formeln irgendwie nicht unterscheiden wann ich welche benutzen muss bzw. kann.

W = 1/2 * Q* U
W = q*U = q * d* E <--- gilt das nur im Homogenen Feld?

Überleg mal, ich glaube, das weißt du schon selbst: Welche dieser Formeln ist für die Energie des elektrischen Feldes in einem Plattenkondensator, und welche dieser Formeln gibt die potentielle Energie einer Probeladung in einem homogenen elektrischen Feld an? Welche Ladung in diesen Formeln meint die Ladung auf den Kondensatorplatten, und welche Ladung in diesen Formeln bezeichnet die Ladung einer Probeladung?
yoda



Anmeldungsdatum: 12.04.2007
Beiträge: 22

Beitrag yoda Verfasst am: 23. Jun 2007 16:52    Titel: Antworten mit Zitat

dermarkus hat Folgendes geschrieben:

Welche dieser Formeln ist für die Energie des elektrischen Feldes in einem Plattenkondensator?

W = 1/2 * Q* U
dermarkus hat Folgendes geschrieben:

welche dieser Formeln gibt die potentielle Energie einer Probeladung in einem homogenen elektrischen Feld an?

W = q*U = q * s * E
E - elektrische Feldstärke
s - Weg von P1 zu P2
q - Probeladung

dermarkus hat Folgendes geschrieben:

Welche Ladung in diesen Formeln meint die Ladung auf den Kondensatorplatten,


W = 1/2 * Q* U
----------------
W = q * d * E
da d der Plattenabstand ist
q- Ladung auf der Platte
Vermute ich das es falsch ist da dies wohl scheinbar nur eine Probeladung ist die auf der Platte gewählt wurde und nicht die gesamte Ladung die auf der Platte ist.

------------------
dermarkus hat Folgendes geschrieben:
und welche Ladung in diesen Formeln bezeichnet die Ladung einer Probeladung?

W = q * s * E

q- Ladung einer Probeladung
s - Wegunterschied in Feldrichtung
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 23. Jun 2007 16:56    Titel: Antworten mit Zitat

Einverstanden smile

Also wäre

W = q * d * E

zum Beispiel die Arbeit, die man aufwenden muss, um eine Probeladung q gegen das Feld E eines Plattenkondensators mit Plattenabstand d von der einen zur anderen Platte zu bewegen smile
yoda



Anmeldungsdatum: 12.04.2007
Beiträge: 22

Beitrag yoda Verfasst am: 23. Jun 2007 17:55    Titel: Antworten mit Zitat

super, entlich verstanden smile

Vielen dank für deine Hilfe Thumbs up! , ich wünsche noch einen schönen Tag

mfg
lehrer
Gast





Beitrag lehrer Verfasst am: 19. Dez 2018 11:50    Titel: falsch Antworten mit Zitat

10kV =10000V nicht 1000V deshalb ist E=200000
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