Ring im elektrischen Feld

GoTo · Anmeldungsdatum: 08.06.2004 Beiträge: 166

Hi @all
in der letzten Physikstunde haben wir versucht eine Aufgabe aus unserem neuen Physikbuch zu lösen. Leider stießen sowohl wir, unser Lehrer, als auch einige andere Physikleher auf unterschiedliche Lösungen, die alle irgendwie logisch erscheinen:
Hier die Aufgabe:
Ein Ring in einem homogenen elektrischen Feld (Plattenkondensator) erhält auf der linken Seite negative, auf der rechten positive Influenzladung. Oben, Unten sei der Ring ladungsfrei.
Was kann nun über das Potential der Ringteile gesagt werden?

1) Würden sich die Potentiale nicht quasi gegenseitig aufheben, da die eine Seite gegenüber dem Pluspol, die andere gegenüber dem Minuspol jeweils das gleiche Potential haben?

2) Die negative Seite hat gegenüber dem Minuspol (=0V) ein großes Potential; die positive Seite ein kleineres Potential.

3) siehe 2) jedoch der Pluspol wird als gleich 0V definiert, demzufolge würden sich die Potentialgrößen austauschen.

4) Wenn die Teile des Ringes jeweils ein unterschiedliches Potential haben, müsste dann nicht auch eine Spannung zwischen den beiden Teilen/Seiten anliegen?

Ich/Wir hoffen auf eure Hilfe. Grüße
GoTo

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Ich nehme mal an der Ring besteht aus einem Teil aus gut leitendem Material. Dann hat jeder Punkt des Ringes das gleiche Potential. Das ist eine typische Randbedingung in der Elektrostatik. Die Ladungen an der Oberfläche entstehen genau so, dass eben dieses Potential überall gleich wird.

Ich weis aber nicht, ob ich alles aus der Aufgabe 100% verstanden habe.

GoTo · Anmeldungsdatum: 08.06.2004 Beiträge: 166

Hi,
richtig der Ring ist ein Teil und gut leitend.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Gäbe es irgendwo im Ringinneren zwei Punkte mit unterschiedlichem potential, so würde zwischen diesen ein Strom fliessen gemäss

Da dies auf Dauer nicht möglich ist, gibt es nur mehr den statischen Fall wo

GoTo · Anmeldungsdatum: 08.06.2004 Beiträge: 166

Also hat der komplette Ring das gleiche Potential, an allen Stellen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das elektrische Feld des Plattenkondensators hat zu Beginn links am Ring ein anderes Potential als rechts am Ring. Es versucht also, in dem Ring eine Potentialdifferenz zu erzeugen.

Der Ring, wenn er elektrisch leitend ist, versucht diese Potentialdifferenz auszugleichen. Dazu fließt ein Strom im Ring, so dass sich Ladungen verschieben, das sind die Influenzladungen.

Weil diese Influenzladungen nun aber selbst wieder ein elektrisches Feld erzeugen, stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein, in dem kein Strom mehr fließt, weil das Feld der Influenzladungen das äußere Feld kompensiert.

Der Ring schafft sich also durch die Influenzladungen an seiner Oberfläche einen feldfreien Raum in seinem Inneren, das elektrische Feld im Ring und damit die Potentialdifferenz zwischen seinen beiden Seiten ist Null.

Also hat der Ring in seinem kompletten Inneren dasselbe Potential.