Elekrische Leitfähigkeit

MayoBo · Gast

Meine Frage:
Hallo Leute,
ich bin neu hier deswegen bitte ich um Verständnis für Formulierungsfehler oder ähnliches.

Ich studiere Elektro-/Informationstechnik(1. Semester) und hab seit gefühlten 3 Stunden ein Problem mit einer Aufgabe.

Aufgabenstellung:
Ein Metallstab(r0 = 3cm) soll als Erdnagel zur Erdung eines Blitzableiters eingesetzt werden. Die Tiefe des Erdnagels im Erdboden beträgt l = 10m.
Die Leitfähigkeit des Erdbodens sei vereinfacht [sigma] = 0,1 Siemens/meter.
Leitfähigkeit des Metallstabes = Unendlich.
Bei einem einschlagenden Blitz wird ein Strom I = 10kA in den Boden abgeleitet.
a) Wie weit muss ein Mensch mindestens vom Erdnagel entfernt sein, damit die Spannung zwischen seinen Füßen bei einer Schrittlänge von r(2)-r(1)= d = 70cm KLEINER als 200 V ist?

Meine Ideen:
Mir ist bereits klar, dass ich den Sachverhalt mit einem Zylinderkondensator der länge l = 10 meter betrachten kann. Außerdem weiß ich, dass es Aufgrund der 2 versch. Radien parallel geschaltet ist und r2 = r1 + 70 cm ist. Allerdings komme ich einfach nicht darauf wie ich OHNE eine Angabe zum Dielektrikum die Ladung oder die Kapazität errechnen kann. Hab hier nämlich diverse Formeln zur Berechnung der Spannung mit hilfe der Ladung beispielsweise.
Bitte helf mir!! Danke schonmal im Vorraus
Mayo

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Der Strom verteilt sich näherungsweise über einen Zylindermantel mir Radius r. Die Stromdichte im Abstand r ist demnach

Nach r1 auflösen und Werte einsetzen kannst Du vielleicht selber, oder?

MayoBo · Gast

Darauf wär ich nie gekommen!
Danke erstmal
Eine Frage aber noch, wofür steht das "k" ??

MayoBo · Gast

Und könntest du mir vllt. einmal deine Lösung bzw. das umstellen hinschreiben, damit ich ne Musterlösung habe?
Danke vielmals nochmal!!!

MayoBo · Gast

Sigma...sry vllt. sollte ich nachdenken bevor ich schreibe Big Laugh

MayoBo · Gast

r1 > 522,76 cm sein
kann das sein ?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Ja, das kann sen.