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Forum "Physik" - Plattenkondensator
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Plattenkondensator: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:11 Di 09.03.2010
Autor: Realbarca

Hallo,

wollte wissen, ob ich bei der folgenden Aufgabe so vorgehen kann.

Bei einem zuvor elektrisch neutralen Plattenkondensator mit zwei parallelen Platten der Fläche von je
20cm x 10cm und dem Plattenabstand von 4 cm, werden 1012 Elektronen von der einen Platte auf die
andere verschoben.

a) Berechnen Sie die Kapazität des Kondensators.
b) Welche Arbeit war nötig, um die [mm] 10^{12} [/mm] Elektronen zu verschieben?
c) Berechnen Sie die elektrische Feldstärke im homogenen Feldbereich des Kondensator.

Bei a) [mm] C=\varepsilon*\bruch{A}{d} [/mm]
            [mm] =8,85*10^{-12}\bruch{F}{m}*\bruch{0,02m²}{0,04m} [/mm]
            [mm] =4,43*10^{-12}F [/mm]

Bei b) W=qU=0, da doch die Kondensatorplatten parallel sind.

Bei c) [mm] E=\bruch{U}{d} [/mm] = [mm] \bruch{3,6*10^{-8}}{0,04m}=9*10^{-7}V/m [/mm]
[mm] U=\bruch{q}{C}=\bruch{1,6*10^{-19}C}{4,43*10^{-12}F} [/mm]
  =3,6*10^-8V

Wäre dass so richtig?

Danke im Voraus.

        
Bezug
Plattenkondensator: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:06 Di 09.03.2010
Autor: Marcel08

Hallo!


> Hallo,
>  
> wollte wissen, ob ich bei der folgenden Aufgabe so vorgehen
> kann.
>  
> Bei einem zuvor elektrisch neutralen Plattenkondensator mit
> zwei parallelen Platten der Fläche von je
>  20cm x 10cm und dem Plattenabstand von 4 cm, werden 1012
> Elektronen von der einen Platte auf die
>  andere verschoben.
>  
> a) Berechnen Sie die Kapazität des Kondensators.
>  b) Welche Arbeit war nötig, um die [mm]10^{12}[/mm] Elektronen zu
> verschieben?
>  c) Berechnen Sie die elektrische Feldstärke im homogenen
> Feldbereich des Kondensator.
>  
> Bei a) [mm]C=\varepsilon*\bruch{A}{d}[/mm]
>              
> [mm]=8,85*10^{-12}\bruch{F}{m}*\bruch{0,02m²}{0,04m}[/mm]
>              [mm]=4,43*10^{-12}F[/mm]


Das ist richtig, sofern [mm] \varepsilon=\varepsilon_{0}*\varepsilon_{r}=8.854*10^{-12}\bruch{As}{Vm} [/mm] mit [mm] e_{r}=1 [/mm] gilt. In diesem Fall ist das verwendete Dielektrikum des Kondensators Luft, bzw. ein Gas.



> Bei b) W=qU=0, da doch die Kondensatorplatten parallel
> sind.


An der vorliegenden Anzahl Elektronen kannst du bereits erkennen, dass ein Potentialunterschied, also eine elektrische Spannung zwischen den Kondensatorplatten anliegt. Auch die Ladung ist demnach [mm] \not=0. [/mm]


Hinweis: Die Energie in einem Kondensator, dessen Platten parallel zueinander liegen, errechnet sich zu [mm] W=\bruch{1}{2}*C*U^{2} [/mm]



> Bei c) [mm]E=\bruch{U}{d}[/mm] =
> [mm]\bruch{3,6*10^{-8}}{0,04m}=9*10^{-7}V/m[/mm]
>  [mm]U=\bruch{q}{C}=\bruch{1,6*10^{-19}C}{4,43*10^{-12}F}[/mm]
>    =3,6*10^-8V


Schaue hinsichtlich der Ladung noch einmal in die Aufgabenstellung.



> Wäre dass so richtig?
>  
> Danke im Voraus.





Gruß, Marcel

Bezug
                
Bezug
Plattenkondensator: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:16 Di 09.03.2010
Autor: Realbarca

Danke soweit.

Die Ladung eines Elektrons ist doch [mm] e=1,6^{-19}C... [/mm]
wenn es [mm] 10^{16} [/mm] Elektronen sind, müsste sich dann der Betrag ändern?


Bezug
                        
Bezug
Plattenkondensator: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:52 Di 09.03.2010
Autor: Marcel08


> Danke soweit.
>  
> Die Ladung eines Elektrons ist doch [mm]e=1,6^{-19}C...[/mm]
>  wenn es [mm]10^{16}[/mm] Elektronen sind, müsste sich dann der
> Betrag ändern?


Versuche, die Frage selbst zu beantworten. (mit Begründung!)



In der Aufgabenstellung wird die genaue Anzahl der Elektronen jedenfalls angegeben.





Gruß, Marcel


Bezug
                                
Bezug
Plattenkondensator: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 10:08 Mi 10.03.2010
Autor: Realbarca

Vielleicht so?

[mm] U=\bruch{q}{C}=\bruch{1,6\cdot{}10^{-19}C*10^{12}}{4,43\cdot{}10^{-12}F} [/mm]
  = 36117 V

[mm] E=\bruch{U}{d}=\bruch{36117V}{0,04m}=902935\bruch{V}{m} [/mm]

Danke im Voraus.



Bezug
                                        
Bezug
Plattenkondensator: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 13:04 Mi 10.03.2010
Autor: leduart

Richtig
Gruss leduart

Bezug
                                        
Bezug
Plattenkondensator: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:51 Mi 10.03.2010
Autor: Marcel08


> Vielleicht so?
>  
> [mm]U=\bruch{q}{C}=\bruch{1,6\cdot{}10^{-19}C*10^{12}}{4,43\cdot{}10^{-12}F}[/mm]
>    = 36117 V


In der Aufgabenstellung ist von 1012 Elektronen die Rede. Vielleicht hast du dich da vertippt? In jedem gilt: [mm] 1012<<10^{12}. [/mm]



> [mm]E=\bruch{U}{d}=\bruch{36117V}{0,04m}=902935\bruch{V}{m}[/mm]
>  
> Danke im Voraus.





Gruß, Marcel

Bezug
                                                
Bezug
Plattenkondensator: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:21 Mi 10.03.2010
Autor: Realbarca

Ich habe mich anfangs vertippt. Meinte natürlich [mm] 10^{12} [/mm] Elektronen.

Danke euch.

Bezug
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