Zusammenhang Ladung und Energie

Holla12 · Gast

Meine Frage:
Hi, ich habe eine Frage:

Man hat zwei Kondensatoren. Den einen lädt man auf, dieser hat dann 20 Coulomb Ladungsmenge und sagen wir 20 Joule Energie.
Jetzt verbindet man beide Kondensatoren. Nach einiger Zeit verteilt sich ja die Ladungsmenge gleichmäßig auf beide Kondensatoren (jeweils 10C), aber die Energie in beiden Kondensatoren beträgt jetzt jeweils 5J, also sind 10 Joule verloren gegangen. Durch Entropie ja nicht, oder?

Die Ladungsmenge hängt doch mit den Elektronen zusammen. Aber die Energie doch auch. Wenn die Ladungsmenge gleich bleibt, wieso verändert sich dann die Energie?

Meine Ideen:
Ich weiß, dass das durch die Formel W = 1/2 * C * U^2 bedingt ist (rein rechnerisch), weil sich die Spannung halbiert, und die Energie somit geviertelt wird. Aber logisch gesehen, verstehe ich es nicht

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Sollen die Kapazitäten gleich sein?

Holla12 · Gast

Ja, die sind gleich

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Ich kann es Dir leider nicht plausibel erklären, aber bei dieser Umladung verringert sich tatsächlich die elektrische Feldenergie.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Umladung bedeutet Stromfluss; Stromfluss verursacht Verluste in den Verbindungsleitungen zwischen den Kondensatoren. Diese "Verlustenergie" steht dann natürlich nicht mehr als Feldenergie zur Verfügung.

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8762

Die Verluste in der Verbindungsleitung loesen, das Problem nicht, da derselbe Effekt auch auftreten würde, wenn die Leitungen Supraleiter wären.

Die Verluste sind Strahlungsverluste, da das System nach der Verbindung der Kondensatoren eine Weile braucht bis es den statischen Zustand erreicht. In dieser Zeit enthält das System beschleunigte Ladungen, was zu Abstrahlung von EM-Wellen und Energieverlust um System führt. Siehe z.B.:
http://www.physics.princeton.edu/~mcdonald/examples/twocaps.pdf

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8762

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Moin!

Möchte mich gern für die Hinweise bedanken, denn mit den bekannten Zusammenhänge der Statik konnte man ja nur den Fakt als solchen feststellen.

Und ein besonderer Dank diesmal auch für die interessante Frage!

mfG