Elektrische und magn. Felder < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 13:41 Mi 21.12.2011 | | Autor: | michi25 |
| Aufgabe | Die Platten eines Kondensators haben jeweils die Fläche A=300cm². Sie stehen sich im Abstand d=4cm gegenüber. Zwischen den Platten besteht die Spannung U= 2,0kV.
a.Berechnen Sie die Feldstärke im Kondensator
b. Geben sie die Ladung und die Flächenladungsdichte auf den Platten an
c.Berechnen SIe die Energie, die notwendig ist, um einen kleinen Probekörper mit der Ladung q=10^-8 C von einer zur anderen Platte zu transpotieren. |
Hallo also ich fange mal einfach an ..:)
zu a)
Also für die elektrische Feldstärke gilt ja [mm] E=\bruch{U}{d} [/mm] also
[mm] E=\bruch{2}{4} [/mm] also 0,5 [mm] \bruch{kV}{cm}
[/mm]
zu b)
Ladung: ja... eigentlich gilt ja Q=C*U aber ich wüsste nicht so recht wie ich das ausrechnen könnte...
Flächenladungsdichte: [mm] \circ [/mm] = [mm] \bruch [/mm] {Q}{A}
mit ein bisschen umformen haben wir dann
[mm] Q=\bruch{ \varepsilon^0 * U* A}{d}
[/mm]
jetzt verstehe ich aber nicht ganz was es mit dem epsilon auf sich hat...
zu c) für die Energie gilt ja W = [mm] 0,5*\varepsilon^0 [/mm] * A * [mm] d*E^2
[/mm]
jetzt weiß ich aber nicht wie ich die Ladung da einsetzen soll und was ich mit dem Epsilon machen muss...
wäre wirklich nett falls mit jemand helfen könnte...
Danke schon mal im voraus
MfG michi25
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Hallo!
> Also für die elektrische Feldstärke gilt ja
> [mm]E=\bruch{U}{d}[/mm] also
> [mm]E=\bruch{2}{4}[/mm] also 0,5 [mm]\bruch{kV}{cm}[/mm]
das ist richtig!
> zu b)
> Ladung: ja... eigentlich gilt ja Q=C*U aber ich
> wüsste nicht so recht wie ich das ausrechnen könnte...
> Flächenladungsdichte: [mm]\circ[/mm] = [mm]\bruch[/mm] {Q}{A}
> mit ein bisschen umformen haben wir dann
> [mm]Q=\bruch{ \varepsilon^0 * U* A}{d}[/mm]
> jetzt
> verstehe ich aber nicht ganz was es mit dem epsilon auf
> sich hat...
Das ist die ![[]](/images/popup.gif) elektrische Feldkonstante:
[mm] $\varepsilon_0 [/mm] = [mm] 8,85418781762\cdot 10^{-12} \frac {\mathrm{A}\,\mathrm{s}} {\mathrm{V}\,\mathrm{m}} [/mm] $
> zu c) für die Energie gilt ja W = [mm]0,5*\varepsilon^0[/mm] *
> A * [mm]d*E^2[/mm]
Das ist nicht richtig, denn das ist die Arbeit/Energie, die in einem geladenen Kondensator steckt. Aber auch, wenn du die richtige Formel nicht direkt weißt: Arbeit ist Kraft mal Weg. Der Weg ist der Abstand von einer Platte zur anderen. Wie groß ist denn die Kraft, die auf deine kleine Ladung wirkt? Dann hast du dir die Formel ganz schnell selbst ermittelt.
Um Verwirrung vorzubeugen, falls du "die richtige" Formel finden solltest: In deiner Formel kommt KEIN [mm] \frac12 [/mm] vor. Das passiert erst dann, wenn man einen ungeladenen Kondensator nimmt und Elektron für Elektron von einer Platte auf die andere bringt. Dabei läd sich der Kondensator sehr langsam auf, und mit jedem Elektron wächst das elektrische Feld und damit die nötige Kraft. Das macht rein rechnerisch einen Faktor [mm] \frac12 [/mm] für die Gesamtladung. Aber für dich gilt das nicht.
> jetzt weiß ich aber nicht wie ich die Ladung da
> einsetzen soll und was ich mit dem Epsilon machen muss...
>
> wäre wirklich nett falls mit jemand helfen könnte...
> Danke schon mal im voraus
> MfG michi25
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:26 Mi 21.12.2011 | | Autor: | michi25 |
W = F·s = F·d = E·q·d müsste das dann ja sein
aber wie füge ich die Ladung des Probekörpers hinzu ?
Danke schonmal ;)
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Hallo!
Das ist doch q. Die Ladung des Kondensators erzeugt das Feld E, und taucht nicht mehr auf. Denk dran, du kannst noch [mm] E=\frac{U}{d} [/mm] einsetzen.
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