Aufgabe: Plattenkondensator

PaZ · Anmeldungsdatum: 26.01.2014 Beiträge: 4

Meine Frage:
Ein Plattenkondensator hat quadratische Platten mit einer Kantenlänge von a= 40 cm, der Plattenabstand beträgt 10 cm. In der Mitte des Kondensators hängt an einem 40 cm langem Isolierfaden eine Kugel der Masse m=1 g. Bei einer Spannung von 10 kV erfährt die Kugel eine seitliche Auslenkung von 3 cm.

a) Wie groß ist die Ladung der Kugel?

b) Wie groß müsste die Spannung sein, damit die Kugel die Platte des Kondensators berührt?

Die a) ist ja nicht schwer, jedoch komme ich mit der b) nicht zurecht. Mir fehlt immer wieder eine Angabe.

Meine Ideen:
a)Lösungen:

Berechnung des Winkels der Auslenkung:

sin(a) = s/l = 3cm/40cm = 0,075 a=4,3°

Fel berechnen:

Fel = Fg * tan(a) = m * g * tan(a) = 0,001kg * 9,81m/s² * tan(4,3)=0,00074N

Ladung der Kugel:

E= U / d = 10000V / 0,1m = 100000V/m

Q = Fel / E = 0,00074N / 100000V/m = 7,4 * 10^-9As

b) Auslenkwinkel:

sin(a)= 5cm / 40 cm = 0,125 a = 7,3°

Genau so weit komme ich.

Ood · Anmeldungsdatum: 03.01.2014 Beiträge: 80

Warum 7 cm? Die Kugel ist doch in der Mitte zwischen den Platten, die 10 cm entfernt sind.

Aus dem Winkel kannst du wie vorher die elektr. Kraft berechnen. Da die Ladung jetzt bekannt ist, kannst du daraus dann die Feldstärke und schließlich die Spannung bestimmen.

PaZ · Anmeldungsdatum: 26.01.2014 Beiträge: 4

sorry, sollte 5cm sein. Habe mich verschrieben. smile

PaZ · Anmeldungsdatum: 26.01.2014 Beiträge: 4

sorry, sollte 5cm sein. Habe mich verschrieben. smile

Ja die Fel beträgt dan 0,00124N

Jedoch ist die Ladung doch abhängig von der elektrischen Feldstärke, welche wiederum von der Spannung abhängig ist.

Ood · Anmeldungsdatum: 03.01.2014 Beiträge: 80

Ich versteh die Aufgabe so, dass man im Teil b) davon ausgehen soll, dass sich auf der Kugel immer noch die Ladung befindet, die man im Teil a) berechnet hat. Es wird lediglich die Spannung und damit E erhöht, so dass sich die Auslenkung vergrößert.

PaZ · Anmeldungsdatum: 26.01.2014 Beiträge: 4

ok danke fürs erste. Werde noch einmal morgen genau nachfragen.

Vielen Dank.