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Charlottikarotti
Anmeldungsdatum: 21.04.2013
Beiträge: 13
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 Charlottikarotti Verfasst am: 05. Mai 2013 13:04 Titel: Kondensator mit Dielektrikum |
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Hallo,
ich stehe vor folgender Aufgabe:
Ein Plattenkondensator mit der Kapazität  wird an ein Netzgerät mit der Gleichspannung  angeschlossen.
a) Berechnen Sie für den Plattenabstand  die Anzahl von Elementarladungen pro Plattenfläche, wenn der Kondensator voll aufgeladen ist.
b) Wie ändert sich die Kapazität und die Feldstärke, wenn der Plattenabstand bei angeschlossener Gleichspannung verdoppelt wird?
c) Wie ändert sich die Kapazität und die Energie, wenn der Kondensator bei angeschlossener Gleichspannung (Plattenabstand ) mit einem Dielektrikum mit  gefüllt wird?
d) Welches Ergebnis erhält man für den Fall, bei dem der Kondensator vor dem Einbringen des Dielektrikums von der Spannungsquelle getrennt wird?
Zu a)
Ich weiß nicht so recht wie ich an solche Aufgaben dran gehen muss.
Wenn ich das richtig verstanden habe, lautet die Gleichung zur Berechnung der Elementarladung
Da ich hier jetzt aber noch mehr als nur Q,C und U gegeben habe würde ich folgendermaßen vorgehen.
Wenn ich das jetzt alles in die erste Gleichung einsetze hätte ich da glaube ich stehen
Vermutlich ist das aber falsch, weil das am Ende von den Einheiten her nicht passt. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 05. Mai 2013 13:19 Titel: |
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Du hast das Ziel, die Aufgabenstellung aus dem Blick verloren. Welche Größe ist gesucht? Kannst Du das schon mal vorab sagen? Wenn nicht, ist jedes weitere Vorgehen umsonst. Also konzentriere dich erstmal auf die Aufgabenstellung. |
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Charlottikarotti
Anmeldungsdatum: 21.04.2013
Beiträge: 13
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| Charlottikarotti Verfasst am: 05. Mai 2013 13:45 Titel: |
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Q ist doch gesucht oder nicht? Die SI-Einheit dafür wäre Coulomb (C)... |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 05. Mai 2013 15:13 Titel: |
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| Charlottikarotti hat Folgendes geschrieben: | | Q ist doch gesucht oder nicht? |
Eigentlich nicht. Eigentlich ist nocht nicht einmal die Ladung pro Fläche gesucht, sondern die Anzahl der Elementarladungen pro Fläche. Das hängt natürlich alles mit der Ladung zusammen. Wieso machst Du dann so seltsame (falsche) Umformungen, wenn du doch die Gleichung für die Ladung bereits kennst?
Bist Du sicher, dass in der Aufgabenstellung nicht steht "Ein luftgefüllter Plattenondensator ..." Sonst lässt sich die Aufgabe nänlich nicht lösen. Die weiteren Aufgabenteile, insbesondere Aufgabenteil c) (den Du übrigens falsch abgeschrieben hast, denn  muss eine diimensionslose Zahl sein) lässt vermuten, dass es sich zunächst um einen Kondensator mit Luft als Dielektrikum handelt.
Also lautet obige Gleichung
Dabei ist die Ladung Q gleich der Anzahl n der Elementarladungsträger mal der Elementarladung e.
Die gesuchte Anzahl von Elementarladungen pro Fläche ist also
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Glücksritter
Anmeldungsdatum: 21.04.2013
Beiträge: 33
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| Glücksritter Verfasst am: 05. Mai 2013 15:46 Titel: |
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Ich habe zu der Aufgabe folgende Frage. Nach errechnen der Kondensatorfläche sind mir bald die Augen aus dem Kopf gefallen:
=11011,73 m²
Das ist ja riesig. Und wenn die Rechnung wirklich stimm: Gibt es sowas? Oder wird sowas normalerweise mit dem Einsatz eines Dielektrikums verkleinert? |
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Charlottikarotti
Anmeldungsdatum: 21.04.2013
Beiträge: 13
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| Charlottikarotti Verfasst am: 05. Mai 2013 16:17 Titel: |
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In der Physik gibt es einfach so viele Formeln, da weiß ich nie was ich wann für was wie und wo einsetzten muss. Die Aufgabe ist jedoch korrekt abgeschrieben. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 05. Mai 2013 17:21 Titel: |
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| Glücksritter hat Folgendes geschrieben: | Ich habe zu der Aufgabe folgende Frage. Nach errechnen der Kondensatorfläche sind mir bald die Augen aus dem Kopf gefallen:
=11011,73 m²
Das ist ja riesig. Und wenn die Rechnung wirklich stimm: Gibt es sowas? Oder wird sowas normalerweise mit dem Einsatz eines Dielektrikums verkleinert? |
Wenn ich die Werte aus der Aufgabenstellung nehme, dann kriege ich 0,44m² raus. Das ist zwar auch viel, aber noch "überschaubar".
Aber warum willst du die Fläche denn überhaupt bestimmen? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 05. Mai 2013 17:26 Titel: |
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| Charlottikarotti hat Folgendes geschrieben: | | In der Physik gibt es einfach so viele Formeln, da weiß ich nie was ich wann für was wie und wo einsetzten muss. Die Aufgabe ist jedoch korrekt abgeschrieben. |
Es handelt es sich in dieser Aufgabe um eine einzige Formel, die Du auch noch gewusst hast. Zufall?
Wenn Du mit den unterschiedlichen physikalischen Szenarien, die in den Aufgabenstellungen vorgegeben werden, keine Vorstellung verbindest, dann wirst du auch nie die richtige Formel finden. Und wenn doch, dann nur rein zufällig. Denn Formeln beschreiben bestimmte physikalische Situationen. Wenn Du die nicht erkennst, kannst Du verständlicherweise auch keine Formeln finden, die sie beschreiben.
Und da Du eine Elektrotechnik-Aufgabe ins Mechanik-Forum stellst, scheinst du an der Physik überhaupt nicht interessiert zu sein. Warum willst du dann solche Aufgaben lösen? |
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Glücksritter
Anmeldungsdatum: 21.04.2013
Beiträge: 33
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| Glücksritter Verfasst am: 05. Mai 2013 18:59 Titel: |
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@ GvC
ich habe die Fläche berechnet, um mal ein Gefühl für Kondenstoren und ihre Ausmaße in der Welt zu bekommen. Wir hatten das Thema in der Vorlesung und mir hilft es immer mich etwas vom Abstrakten wegzubewegen.Gleich nochmal nachschauen, was ich falsch gemacht habe. |
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Glücksritter
Anmeldungsdatum: 21.04.2013
Beiträge: 33
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| Glücksritter Verfasst am: 05. Mai 2013 19:13 Titel: |
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Stimmt. Ich hatte den falschen Zahlenwert eingesetzt... |
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Glücksritter
Anmeldungsdatum: 21.04.2013
Beiträge: 33
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| Glücksritter Verfasst am: 05. Mai 2013 22:03 Titel: |
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Anzahl der Elementarladungen pro cm² mit der Oben genannten Fläche ist jedenfalls:
N=C*U/e*A
N/A=0,13nF*25kV/e*4400=4,61x10^9 1/cm² |
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