Kondensatorplatten < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | 2 Kondensatorplatten von je A=0,25 m² Fläche stehen sich im Abstand d=0,2 mm gegenüber. Man legt die Spannung U = 200V an.
a) Wie groß ist die Feldstärke des homogenen Feldes?
b) Wie groß ist die Ladung auf jeder Platte?
c) Mit welcher Kraft ziehen sich die Platten an?
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Hallo,
also ich bin bisjetzt mit Aufgabe a) und b) durchgekommen. Sieht so aus:
a) Feldstärke [mm] E=\bruch{U}{d} [/mm]
[mm] E=\bruch{200V}{2,0*10^{-5}m} [/mm] = 10.000.000 [mm] \bruch{N}{C}
[/mm]
b) E = [mm] \bruch{q*d}{A*U} \gdw [/mm] q= [mm] \bruch{A*U*E}{d}
[/mm]
q= [mm] \bruch{0,25m²*200V*10.000.000 \bruch{N}{C}}{2,0*10^{-5}m} [/mm] = [mm] 6,25*10^{12}C.
[/mm]
Ist das soweit richtig?
Nun meine Überlegungen zu c):
2 Kräfte fallen mir ein: Die elektrische Feldkraft und die Gravitationskraft... Aber macht es denn Sinn, diese zu berechnen? Mir fehlt hier der Ansatz.. und würde mich über Hilfe sehr freuen!
LG
Informacao
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 21:09 Do 23.08.2007 | | Autor: | ONeill |
Hallo!
Bei a rechnest du zwar mit der richtigen Formel hast aber die mm falsch in mm umgerechnet.
0,2mm=2*10^-^4m
Damit erhälst du [mm] E=1*10^6 [/mm] N/C
b.) Was ist denn das für eine Formel, die du da hast?
Also [mm] C=\bruch{q}{U} [/mm] und [mm] C=\varepsilon_0*\varepsilon_r*\bruch{A}{d}
[/mm]
Dann nach q umstellen.
c.) Die Gravitationskraft kannst du hier absolut vernachlässigen, die ist so verschwindend klein...
Heir gibts die Herleitung: http://www.roro.muc.kobis.de/cgi-bin/card.php?ID=126
Gruß ONeill
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Okay, stimmt.. habe den Fehler auch entdeckt... aber die Herleitung verstehe ich trotzdem nicht...
Könntest du mir vieelleicht das anders erklären?
LG
Informacao
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:03 Do 23.08.2007 | | Autor: | ONeill |
> Könntest du mir vieelleicht das anders erklären?
Ok:
Der Abstand der Kondensatorplatten ist d.
Die Energie im Kondensatorfeld ist
W=0,5*E*D*V
dann gibts noch die Formel [mm] D=\varepsilon_0*E
[/mm]
Das Volumen ist gleich der Fläche der Platte mal dem Plattenabstand:
W=0,5*E*D*A*d
Energie ist definiert mit Kraft mal Weg. Aus einem Diagramm ergibt sich dann die Überlegung, dass das Integral der Kraft (Integrationsgrenzen ergeben sich aus dem Plattenabstand) gleich W ist.
Also gilt [mm] W=\integral_{}^{}{F(d) dd}
[/mm]
Anders gesagt ist die Ableitung von gleich der Funktion für die Kraft W´=F(d)
Wenn du also W nach d ableitest erhälst du die Kraft.
W(d)=0,5*E*D*A*d nun Ableiten
W´(d)=0,5*E*D*A und das ist gleich F
F=0,5*E*D*A
Gruß ONeill
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