Grundlagen der E-Technik < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:23 Di 03.07.2007 | | Autor: | ArDa |
| Aufgabe | An einem Zylinderkondenator mit den Radien ri=4cm u. ra=7cm
liegt eine Spannung von U=6kV.
a)Man bestimme die kleinste Feldstärke im Kondensator
b)Wie groß ist die Spannung am Punkt Amit dem Abstand rA=5cm von der Zylinderachse ?
c)Welche Spannung besteht zwischen den Punkten A u. B (rB=5cm) und den Punkten A und C (rC=6cm)?
d) Wie groß ist die Kapazität des Kondensators? |
Alles was ich dazu weiß ist das epsilon0=8,854*10^-12As/Vm bzw. das epsilonr=1 ist.
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 15:44 Di 03.07.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
irgendwas über Zylinderkondensator müsst ihr doch gemacht haben? kannst du seine Kapazität ausrechnen? kennst du den Feldverlauf?
Habt ihr sonst andere Kondensatoren behandelt? welche Gleichungen der Elektrostatik kennst du?
Ich kann ja nicht bei 0 anfangen . also frag bitte etwas konkreter.
bei den Angaben fehlt die Länge des Kondensators
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 14:45 So 08.07.2007 | | Autor: | ArDa |
Gleiches gilt hier auch überhaupt kein Konzept, wie ich die Aufgabe lösen soll.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:24 So 08.07.2007 | | Autor: | ArDa |
| Aufgabe | a) In der geg. Kondensatorschaltung soll die Ladungstverteilung aus den Kapazitäten berechnet werden.
b) Nach Scließen des Schalters soll die neue Ladungsverteilung und die Spannung an denKapazitäten berechnet werden, wobei C4 mit der Spannung U4 geladen war.
c) Welche Energie ist vor und nach Schließen des Schalters in den Kapazitäten gespeichert ? Kurze Ergebniserläuterung !
d) Welche Spannungen, Ladungen und Energien ergeben sich nach Schließen des Schalters, wenn C4 ungeladen ist ? |
Ich komme mit dieser Aufgabe überhaupt nicht klar. Verstehe nur Bahnhof.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:31 So 08.07.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo arda
ohne die "gegebene! Schaltung kann ich Null dazu sagen!
es ist leicht hier Bilder anzuhängen, siehe unten unter
Bildanhang (bitte jpg oder png)
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:49 So 08.07.2007 | | Autor: | ArDa |
| Aufgabe | a) In der geg. Kondensatorschaltung soll die Ladungstverteilung aus den Kapazitäten berechnet werden.
b) Nach Scließen des Schalters soll die neue Ladungsverteilung und die Spannung an denKapazitäten berechnet werden, wobei C4 mit der Spannung U4 geladen war.
c) Welche Energie ist vor und nach Schließen des Schalters in den Kapazitäten gespeichert ? Kurze Ergebniserläuterung !
d) Welche Spannungen, Ladungen und Energien ergeben sich nach Schließen des Schalters, wenn C4 ungeladen ist ? |
Ich komme mit dieser Aufgabe überhaupt nicht klar. Verstehe nur Bahnhof.
Geg.: C1=6µF; C2=3µF; C3=4µF; C4=C5=4µF; U=200V; U4=250V
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: gif) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 16:23 So 08.07.2007 | | Autor: | ArDa |
| Aufgabe | | [Dateianhang nicht öffentlich] |
Für den Zylinderkondensator habe ich folgendes per Hand gezeichnet, bitte darum um Verständnis wenn es nicht so gut aussieht.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: gif) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 17:38 So 08.07.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
ich hatte dich gebeten alle Formeln, die du zum Zylinder und im anderen post zum Kugelkondensator kennst aufzuschreiben.
mir einen ohne Zeichng vorzustellen bin ich fähig.
Gruss leduart
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:35 So 08.07.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
soweit ich die ziemlich gräßliche Zeichnung entziffert habe liegt die Spg U rechts solange K offen ist nur an den Kondensatoren C1und C2, die in Reihe geschaltet sind.
1. Berechne die Gesamtkapazität der in Reihe geschlteten Kond. C1 und C2.
2. sollte bekannt sein: Q=C*U also kannst du jetzt Q ausrechnen was darauf sitzt. da C1 und C2 ja in der Mitte verbunden sind gilt natürlich Q1=Q2=Q.
linker Teil:1. C ges=C45 aus C4 und C5 in Reihe.
2. Cges aus C45 und C3
3. Q auf C4 aus Q=C*U. 5. Q auf C5, daraus U an C5.
4. UanC4+Uan C5= U an C3 daraus Q an C3.
5. jetzt die Energien an allen Kondensatoren berechnen. als vorbereitung für c.
b Schalter schliessen, die Gesamtladungsmenge bleibt erhalten!
überleg, welche Spannungen jetzt gleich werden müssen!
Dazu erst die GesamtKapazität des Gebildes mit den 5 Kond, errechnen, das ist ja die 2 Anordnungen, die man vorher ausgerechnet hat parallel geschaltet. dann aus Q=C*U jetzt U ausrechnen. dann Q entsprechend verteilen.
macht man erst soweit, dann ist der rest einfach!
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:48 So 08.07.2007 | | Autor: | ArDa |
| Aufgabe | | Man berechne die Ladungen auf den Kondensatoren in der geg. Schaltung vor und nach Schließen des Schalters S, wenn eine Spannung von U=150V anliegt und wenn die Kapazität C4 mit einer Spannung von U4=280V vorher aufgeladen wurde (C5 ungeladen). |
Folgende letzte Frage: Ist diese Schaltung eigentlich die gleiche wie die die ich vorhin gezeichnet habe ?
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:43 So 08.07.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
Wenn der Schalter geschlossen ist ja, davor nein.
Gruss leduart
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:03 So 08.07.2007 | | Autor: | Steiger |
Info
Für Zylinderkondensatoren gilt:
E=(Q)/(2*Pi*epsilon*r*l)
C=(2*Pi*epsilon*l)/(ln(r2/r1))
E elektrische Feldstärke
Q Ladung
r Abstand von der Mittellinie (r1<r<r2)
l Länge des Zylinders
C Kapazität
r1 Innenradius
r2 Außenradius
Glück auf!
Michael
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:32 Di 14.08.2007 | | Autor: | ArDa |
Zu der 2. Kondensatorschaltung:
a)Q= C*U
Q1=Q2=(C1*C2)/(C1+C2)*U=(1*2)/(1+2) µF * 200 V=133,3 µC
Q3=C3*U=400 µF
Q4=C4*U4=4 µF*250 V=1 mC
Q5=0C
b)U3=U12=U45, da äußere Spannungsquelle
=> nur Q4 und Q5 ändern sich
Q4=Q5=(C4*C5)/(C4+C5)*U=(4*4)/(4+4) µF *200V=400 µF
c)nach dem Schalten: W=0,5*C*U²
W=0,5*(C3+(C1*C2)/(C1+C2)+(C4*C5)/C4+C5)*U²
=0,5*(2+(2/3)+2) µF*(200V)²=93,33 mWs
vor dem Schalten: Wvor= 0,5*C*U²=0,5 [(C3+(C1*C2)/C1+C2))*U²+C4*
U4²]
= 0,5[(2+(2/3)) µF * (200V)²+4µF*(250V)²]
= 178,33 mWs
Die Energieänderung ist mit der Ladungsänderung an C4 und C5 zu
erklären.
d)Auch wenn C4 nicht geladen war, ergibt sich nach dem Schalten die
gleiche Ladungsverteilung, da die Spannung von außen geprägt wird.
[Dateianhang nicht öffentlich]
[Dateianhang nicht öffentlich]
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 2 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:15 Di 11.09.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
zur ersten Aufgabe (Zettel)
ich hoff, das ist dasselbe, was davor steht?
Wenn an C4 ne Spannung liegt, muss auch an C5 ne Spannung liegen, Schalter offen: C4 liegt parallel zu C5, C3
also ist die [mm] U_5+U3=U4 [/mm] daraus die Ladungen.
ob du auch die ladungen von C1 und C2 berechnen sollst ist unklar.
Die Energie vor Umschalten hast du nicht berechnet! dann kannst du auch nicht vergleichen!
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 13:21 Di 11.09.2007 | | Autor: | ArDa |
Also die Formeln sind ja Dank deiner Hilfe jetzt da.
Also zu dieser Aufgabe habe ich folgende Werte.
Zum einen: a) E=U/d = 6kV/(ra-ri) = 6kV/3cm =2kV/cm=200kV/m
b) U=E * d = 2kV/cm *(ra-ri)= 2kV/cm * 1cm = 2kV
c) U = E * d = 2kV/cm * 1cm = 2kV
d) C= (epsilon0 * epsilonr * A)/l oder
(epsilon0 * epsilonr * A)/d
A = 2 * pi * r * l
d = ra-ri Kann das richtig sein ?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 13:31 Di 11.09.2007 | | Autor: | ArDa |
Zum anderen:
E = U/(r * ln * (ra/ri)) = 4,1kV/cm r=ra-ri
b)E = Q/(epsilonr * epsilon0 * 2 * pi * l * r)
,aber Q kann ich nicht berechnen weil die
Länge unbekannt ist was kann ich da machen ?
a)Feldstärke am äußersten Rand muss dann wohl
die kleinste sein richtig oder falsch ?
d)C=(2*pi * l * epsilonr * epsilon0)/(ln(ra/ri)
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:02 Di 11.09.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
> Zum anderen:
> E = U/(r * ln * (ra/ri)) = 4,1kV/cm r=ra-ri
wie kommst du auf die Formel?
Steiger hat dir doch die richtige angegeben?
[mm] E=Q/(2\pi*\varepsilon_0*r*l)
[/mm]
daraus [mm] $U=\integral_{ri}^{ra}{E(r)dr}= Q/(2\pi*l*\varepsilon_0)*ln(ra/ri)$
[/mm]
aus U=6kV kann man damit [mm] Q/(2\pi*l) [/mm] berechnen, und damit E an jeder Stelle!
die Spannung zw. 2 Punkten wie oben, nur statt ra,ri die entsprechenden r einsetzen!
> b)E = Q/(epsilonr * epsilon0 * 2 * pi * l *
> r)
> ,aber Q kann ich nicht berechnen weil die
> Länge unbekannt ist was kann ich da machen
> ?
> a)Feldstärke am äußersten Rand muss dann wohl
> die kleinste sein richtig oder falsch ?
richtig, siehe Formel!
> d)C=(2*pi * l * epsilonr *
> epsilon0)/(ln(ra/ri)
aber C=Q/U
Das ist die einzige Größe, die du ohne Länge nicht angeben kannst, aber wohl C pro Länge.
Gruss leduart.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:21 Fr 14.09.2007 | | Autor: | ArDa |
Wie meinst du das ? Sind die Werte jetzt ale falsch ?
Kannst du mir zu Beispiel bei der a) helfen ?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:25 Fr 14.09.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
a) Wert ist falsch r=ra-ri ist sinnlos für r
b) du schreibst ne Formel für E gefragt ist nach U? allerdings müsste man dann den Bezugspunkt wissen. weiss also nicht was du gerechnet hast.
c) nicht beantwortet
d)richtige Formel, muss noch ausgerechnet werden (bis auf l)
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:13 Sa 15.09.2007 | | Autor: | ArDa |
Ich kann ja noch nicht mal die a) berechnen weil Q und l unbekannt sind. Die Formeln bringen mich da nicht viel weiter. Für die a) muss man diese Formel benutzen:
E = Q/(2 * pi * epsilon * r * l) oder stimmt vielleicht doch diese Formel hier: E=U/d =6 kV/3 cm=2 kV/cm=200 kV/m ?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:30 Sa 15.09.2007 | | Autor: | ArDa |
Probier mal diese Formel jetzt, also C pro Länge
C = (2 * pi * epsilon * l ) /(ln *(ra / ri)) oder
C = (2 * pi * epsilon * l ) /(ln *(r2 / r1))
nach C pro Länge umgestellt:
b) C/l = (2 * pi * epsilonr * epsilon0)/(ln |ra/ri|)
<=>(2*pi * 1 * 8,854 * 10^-12 As/Vm)/(ln (5 / 4)cm)
=> 5,563132271*10^-11 / ln 1,25 = 2,493073288*10^-10 As/Vm
ist das so richtig, weil da steht von der Zylinderachse.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:33 Sa 15.09.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
Du rechnest die Kapazität aus, also Aufgabe d) eingesetzt sind Werte aus Aufgabe c) die nach Spannung fragt. C zwischen 2 Punkten ist was sinnloses!
Für d) ist die Formel richtig, wenn du 7 und 4 cm einsetzt
wo steht da was von Zylinderachse?
Lies doch die Aufgaben genau! und meine Tips!
Gruss leduart
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:28 Sa 15.09.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
> Ich kann ja noch nicht mal die a) berechnen weil Q und l
> unbekannt sind.
Ich hatte dir geschrieben, wie man aus U Q/l berechnen kann!
>Die Formeln bringen mich da nicht viel
> weiter. Für die a) muss man diese Formel benutzen:
> E = Q/(2 * pi * epsilon * r * l) oder stimmt vielleicht
> doch diese Formel hier: E=U/d =6 kV/3 cm=2 kV/cm=200 kV/m
Nein, die Formel gilt nur für den Plattenkondensator, d.h. für homogenes Feld.
[mm] U_{ab}=\integral_{a}^{b}{\vec{E}d\vec{s}} [/mm] falls E=const ist das E*(b-a)=E*d
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:58 So 16.09.2007 | | Autor: | ArDa |
Also die Aufgaben a), b) und c) müsste jmd für mich berechnen von alleine komme ich da nicht darauf. Ziemlich blöde gestellt die Aufgaben.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:28 So 16.09.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
> Also die Aufgaben a), b) und c) müsste jmd für mich
> berechnen von alleine komme ich da nicht darauf. Ziemlich
> blöde gestellt die Aufgaben.
Du gehst auf keinen post ein!
nicht die Aufgaben sind blöd, die sind ganz normal.
nur in b) fehlt was, oder es ist nach E statt U gefragt? Spannung AN einem Pkt gibts nicht, nur zwischen 2 Punkten!
zua) bekannt [mm] U_{ra,ri}=6kV [/mm] gesucht E(r) an der Stelle, wo E(r) am kleinsten.
[mm] E(r)=Q/(2\pi*l*\epsilon)*1/r [/mm] also am kleinsten für r am grössten also r=7cm.
unbekannt Q/l aber bekannt [mm] U_{ra,ri}=6kV=Q/(2\pi*l*\integral_{ri}^{ra}{1/r dr}
[/mm]
daraus [mm] Q/(2\pi*l [/mm] bestimmen in E(7cm) einsetzen. a) gelöst.
b) siehe oben, falls E gefragt ist r=5cm einsetzen. sonst U zwischen A und weiterem Punkt berechnen.
[mm] c)Q/(2\pi*l*\integral_{r1}^{r2}{1/r dr} [/mm] entsprechende Radien einsetzen.
etwa das hatte ich schon geschrieben, und du hast die posts offensichtlich in Sekunden überlesen und nicht drüber nachgedacht. sonst hättest du ja wohl Rückfragen gestellt.
Gruss leduart
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(Frage) reagiert/warte auf Reaktion  | | Datum: | 12:14 Mo 17.09.2007 | | Autor: | ArDa |
Kannst du mir nicht einen Gefallen tun und die a), b) und c) für mich berechnen ?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:25 Mo 17.09.2007 | | Autor: | ArDa |
Für die d) hätte ich folgendes raus:
C=(2*pi*epsilonr*epsilon0*l)/(ln(r2/r1)) oder
C=(2*pi*epsilonr*epsilon0*l)/(ln(ra/ri))
=>C pro Länge,also C/l=(2*pi*epsilonr*epsilon0)/(ln|ra/ri|)
=> C/l=(2*pi*1*8.854*10^-12 As/Vm)/(ln|7cm=0,07m/4cm=0,04m)
=> (5,563133271*10^-9 As/Vm) / 0,559615787 m = 9,9 nF
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:40 Mo 17.09.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
d) Zehnerpotenz falsch.
Frage? Bitte? Begrüßung? äussere Form?
lies mal die Forenregeln! ich hab dir Schritt für Schritt vorgekaut, wie du a) c) löst, bei b) sagst du nix zu meiner Frage? liest du eigentlich die posts oder wartest du nur bis da einfach ne Lösung wie durch Wunder erscheint?
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 12:27 Mo 17.09.2007 | | Autor: | Loddar |
Hallo ArDa!
Das entspricht aber weder dem Sinn dieses Forums noch den Forenregeln, wenn Dir hier etwas von A bis Z vorgerechnet wird.
Poste Deine Lösungen (mit Rechenweg) ... und dann wird das auch gerne kontrolliert werden.
Gruß
Loddar
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