Plattenkondensator Berechnung, HILFE

mariiaaa · Anmeldungsdatum: 09.05.2012 Beiträge: 9

Meine Frage:
Hallo liebe Physiker, ich hab am Freitag Schularbeit in Physik und kenne mich bei diesem Beispiel nicht aus, bitte könnt ihr mir helfen!

Ein Plattenkondensator mit einer Kapazizät von 10nF bei einem Plattenabstand von 3mm wird auf 1 kV aufgeladen und anschließend von der Stromquelle getrennt.
a) Welche Ladungsmenge befindet sich auf den Platten? Wie viel Energie hat er gespeichert?
(Landungsmenge hab ich nicht geschafft, aber Energie schon.)

b) Nun wird der Plattenabstand auf 5mm erhöht. Wie ändert sich die Kapazität des Kondensators? Was passiert mit der Spannung der gespeicherten Energie?
(das hab ich gar nicht geschafft) :(

Meine Ideen:
Also bei a) kommt bei Energie 0,005 J raus.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

a)

b)

und:

Da der Kondensator von der Spannungsquelle getrennt wurde, muss die Ladung auf den Platten dieselbe wie zuvor sein. Sie kann ja nicht abfließen. Dann ist wieder der grundsätzliche Zusammenhang zwischen Ladung, Kapazität und Spannung zu beachten

Wenn also C auf 1/5 des ursprünglichen Wertes zurückgeht, muss bei Q=const. U auf den fünffachen Wert steigen. Damit ergibt sich dann auch die fünffache gespeicherte Energie. Preisfrage: Wo kommt die zusätzliche Energie her?

mariiaaa · Anmeldungsdatum: 09.05.2012 Beiträge: 9

Also ich hab jetzt alles ausgerechnet, bei b) die Kapazität und die Spannung, aber ich krieg das mit der gespeicherten Energie trotzdem noch nciht hin. Die Lösung ist 0,0083 J, aber bei mir kommt was falsches raus, in welche Formel muss ich denn was einsetzten. W = (C * U² )/2 oder??

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Der von mir eingeführte Faktor 5 hat Dich vielleicht verwirrt. Das war mein Fehler. Ich war fälschlicherweise davon ausgegangen, dass der Plattenabstand von 1mm auf 5mm vergrößert würde, dabei war der ursprüngliche Plattenabstand ja 3mm (hatte ich falsch gelesen). Das Prinzip ist aber dasselbe.

Zustand 1:

Zustand 2:

Die gegebenen Werte eingesetzt, ergibt

Da die Ladung konstant ist, gilt

Daraus folgt

Die gegebenen Werte eingesetzt, ergibt

Die gerade berechneten Werte für C2 und U2 kannst Du sowohl numerisch als auch allgemein einsetzen. Ich mach das hier mal allgemein, um erstens die grundlegenden Zusammenhänge zu verdeutlichen und zweitens keine Rundungsfehler mitzuschleppen.

Wenn Du hier die gegebenen Werte einsetzt, erhältst Du die Musterlösung.

mariiaaa · Anmeldungsdatum: 09.05.2012 Beiträge: 9

Herzlichen Dank!!!!!!!

aber eines ist mir noch unklar, wieso hast du U2 so kompliziert ausgerechnet? Ich hab nämlich einfach U2 = Q/C2 gerechnet und es ist richtig rausgekommen.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861