elektrische feldstärke < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hallo liebe Forumfreunde,
leider komme ich bei folgender Aufgabe nicht weiter,deshalb bitte ich euch um eure Hilfe.
Aufgabe:
Du lädst einen Plattenkondensator mit Kreisplatten vom Radius r=10 cm und Plattenabstand 0,3mm durch Anlegen einer Spannung von 200 V auf.
a) Berechne die Feldstärke im homogenen feld des Plattenkondensators.
b) Gehe von einem Feld wie in der Skizze aus (d.h. vernachlässige die "Randeffekte", gehe davon aus,dass das Feld total homogen und nur direkt zwischen den beiden Platten ist).Bestimme den Elektrischen Fluss durch eine Fläche in Größe der Platten zwischen den Platten (siehe Skizze(leider habe ich gar keinen Scanner,deswegen kann ich die Skizze nicht zur Verfügung stellen)).
c) Berechne die Plattenladung.(Hinweis:lege in Gedanken einen Quader um eine Platte des Plattenkondensators.Eine Seite des Quaders enthält die Fläche aus Aufgabenteil b).Berechne den elektrischen Fluss durch diese Fläche.
d) Du trennst den Kondensator von der Spannungsquelle und entlädst ihn anschließend über ein Ladungsmessgerät.Es misst genau den Wert,den du in c) berechnet hast.Welche Erkenntnisse kannst Du daraus über die elektrische Feldkonstante gewinnen?
Nun zu meinem Ansatz zu a):
Hier habe ich ganz einfach die Formel:
[mm] E=\bruch{U}{d} [/mm] gebraucht.
U= 200 V
d= 0,3mm=0,0003m
Somit beträgt die Feldstärke im homogenen Feld 666666,6667 [mm] \bruch{V}{m}.
[/mm]
zu Aufgabenteilen b),c),d) habe ich leider keinen Ansatz.
Würd mich über jede Hilfe freuen.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Hasan
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:22 Sa 23.05.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
wie hast du denn el. Fluss definiert?
kennst du [mm] D=\epsilon_0*E [/mm] und D=Q/A?
was sagen die maxwellschen Gl.?
Gruss leduart
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(Frage) reagiert/warte auf Reaktion  | | Datum: | 23:27 Sa 23.05.2009 | | Autor: | plutino99 |
Hallo
Erstmal sehr vielen Dank für die schnelle Antwort.
Leider habe ich nichts aus deiner Antwort verstanden.
was mit elektrischem Fluss gemeint ist,verstehe ich selbst nicht.
die maxwellschen Gleichungen höre ich zum ersten mal von dir.
und diese beiden Formel mit D=...., kenne ich nicht.
Würd mich freuen,wenn du mich drüber aufklären kannst.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Hasan
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(Antwort) fertig | | Datum: | 23:52 Sa 23.05.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
Wie kann jemand von dir verlangen, den elektrischen Fluss auszurechnen, wenn du ihn nicht gehabt hast?
Erklaer mal, was du fuer groessen in der Elektrostatik kennst.
Gruss leduart
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Hallo
> Hallo
> Wie kann jemand von dir verlangen, den elektrischen Fluss
> auszurechnen, wenn du ihn nicht gehabt hast?
> Erklaer mal, was du fuer groessen in der Elektrostatik
> kennst.
> Gruss leduart
Größen: Energie, elektrische Ladung Q,elektrische Feldstärke E, elektrisches Potential [mm] \varphi [/mm] , elektrische Spannung U.
Wieso mein Lehrer das von mir erwartet?
Vielleicht, weil das eine Sternaufgabe ist.Damit wir selbst mal Gedanken drüber machen.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Hasan
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(Antwort) fertig | | Datum: | 11:26 So 24.05.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo Hasan.
Wenn das ne Sternaufgabe ist, solltest du mal in deinem Physikbuch nach der el. Flussdichte Ausschau halten. Wenn ich das kurz hinschreibe, hast du ja nix getan.
i.A. wird sie mit D bezeichnet. Der name kommt daher, dass man sich die el. Fedlinien frueher wie Stroemungslinien vorstellte, und das anschaulich die Menge der Feldlinien war, die senkrecht durch eine Flaeche tritt. Habt ihr am Kondensator den Zusammenhang zwischen Q, E, A und d gehabt?
Wie haengt E mit Q zusammen?
Also du tust etwas, und ich korrigier dann.![[grins]](/images/smileys/grins.gif "[grins]")
Gruss leduart
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Hallo und danke für die Tipps.
habe im Buch nachgeguckt und bin zur folgenden Rechnung gekommen:
Der Quotient Q/A heißt Flächenladungsdichte.Für das homogene Feld zwischen zwei Platten gilt
[mm] \bruch{Q}{A}=\varepsilon_{0}*E
[/mm]
Ich vermute sehr stark,dass hier mit dem elektrischen Fluss die Flächenladungsdichte gemeint ist.Nun so bin ich auch deshalb vorgegangen.
umgeformt würde dann ergeben:
[mm] Q=\varepsilon_{0}*E*A
[/mm]
= [mm] 8,8542*10^{-12} \bruch{C}{Vm}*666666,6667 \bruch{N}{C}*(0,1m^2*\pi)
[/mm]
= [mm] 1,854419*10^{-7}\bruch{Nm}{V} [/mm] ;mit [mm] 1V=\bruch{Nm}{C} [/mm] ( damit man die Einheiten vollständig kürzen kann).
[mm] =1,854419*10^{-7} [/mm] C=der elekrische Fluss
Wenn ichs richtig verstanden habe,müsste es korrekt sein,falss nicht bitte ich um Korrektur.
und leider weiß ich nicht wie ich bei c) und d) vorgehen soll.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Hasan
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:32 So 24.05.2009 | | Autor: | Infinit |
Hallo Hasan,
Deine Gleichung stimmt schon, Du hast auch richtig die Ladung bestimmt, mit dem elektrischen Fluss hat diese Rechnung jedoch nichts zu tun. Du solltest hier Dir die Skizze angucken, Du solltest wissen, wie das elektrische Feld und der Fluss miteinander verknüpft sind und dann kommst Du weiter.
Viel Erfolg,
Infinit
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Hallo
das verstehe ich jetzt nicht.
MfG
hasan
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(Antwort) fertig | | Datum: | 13:17 So 24.05.2009 | | Autor: | Infinit |
Hallo Hasan,
das kann ich nachvollziehen, dass Du dies nicht verstehst, denn der Unterbau, die Maxwellschen Gleichungen, kennst du nicht. In meinem Grundstudium waren diese Aspekte, die Du hier ansprichst, Inhalt der ersten 4 bis 5 Wochen der Vorlesung und es ist wirklich nicht so einfach zu verstehen.
Du versuchst aus Gleichungen irgendwelche Schlüsse zu ziehen, weisst aber gar nicht, woher diese Gleichungen kommen. Sorry, aber da ist nur schwer weiterzuhelfen und das ist keine Sache, die man mal schnell an einem Sonntagmittag versteht. Wenn Du Interesse daran hast, suche mal im Internet rum oder schaue mal in ein Fachbuch rein.
Viele Grüße,
Infinit
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Hallo
b)haken wir mal ab
c) und d) komme ichh nicht weiter
würd mich über tipps freuen
vielen dakn im Voraus
mfg
Hasan
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:20 So 24.05.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
Q/A ist im homogenen Feld der Fluss, also richtig
[mm] Q/A=\epsilon_0*E
[/mm]
damit ist doch Q in c) schon beantwortet.
d) wenn du nun U aus dem Anfangsversuch kennst und durch die ladungsmessung Q kennst. gibts da ne Moeglichkeit [mm] \epsilon_0 [/mm] zu bestimmen? das ist doch eigentlich kaum mehr ne Frage.
Gruss leduart
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Hallo
> Hallo
> Q/A ist im homogenen Feld der Fluss, also richtig
> [mm]Q/A=\epsilon_0*E[/mm]
wenn Q/A im homogenen Feld der Fluss ist,habe ich b) doch was falsches gerechnet,denn dort habe ich einfach nur die Ladung [mm] bestimmt.(Q=1,854419*10^{-7} [/mm] C=der elekrische Fluss ).diesen Wert müsste ich ja dann noch mit A der Kreisfläche,teilen,damit ich die Flächenladungsdichte habe und das wäre doch erst die Antwort zu b) oder?
> damit ist doch Q in c) schon beantwortet.
hier kann ich leider nicht so richtig nachvollziehen,wieso Q in c) schon beantwortet ist.müsste ich denn bei c) nichts deuten oder rechnen?
> d) wenn du nun U aus dem Anfangsversuch kennst und durch
> die ladungsmessung Q kennst. gibts da ne Moeglichkeit
> [mm]\epsilon_0[/mm] zu bestimmen? das ist doch eigentlich kaum mehr
> ne Frage.
geht das durch die Formel: [mm] \varepsilon_{0}*E=Q/A [/mm] ?oder gibts da ein Trick oder vielleicht auch eine andere Formel?
Würd mich über jede Hilfe freuen.
Vielen DAnk im Voraus.
MfG
Hasan
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:19 Sa 30.05.2009 | | Autor: | Infinit |
Hallo Hasan,
das Durcheinander kam wohl auch daher, dass im Aufgabenteil c) nochmal ein b) drin vorkommt.
Du hast aber mit Deinen Bemerkungen recht. Der Fluss ergibt sich hier als Quotient aus Ladung und Plattenfläche. In der Aufgabe c) geht es erst um die Ladung, hier musst Du also Den Fluss mit der Fläche A malnehmen.
In d) kommst dann nach der Formel
$$ [mm] \bruch{Q}{A} [/mm] = [mm] \epsilon \cdot \bruch{U}{d} [/mm] $$ alles zusammen und Du kannst die Dielektrizitätskonstante Epsilon berechnen.
Viele Grüße,
Infinit
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 20:13 Sa 30.05.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo Hasan
Ich hab mich auch vertan:
es gibt die el. Flussdichte, das ist [mm] D=\epsilon_0*E [/mm] oder Im homogenen Fall Q/A
und es gibt den elektrischen Fluss, dass ist im homogenen Fall
in physik oft als [mm] \Phi [/mm] bezeichnet das ist [mm] \integral_{A}{E*dA }
[/mm]
im homogenen fall ist das einfach E*A
(Dann gibt es noch die andere Def. el. fluss D*A aber ich denk in der Schule ist E*A gemeint. Aber eigentlich sollte das in deinem Buch stehen.)
Gruss leduart
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Aufgabe:
Du lädst einen Plattenkondensator mit Kreisplatten vom Radius r=10 cm und Plattenabstand 0,3mm durch Anlegen einer Spannung von 200 V auf.
a) Berechne die Feldstärke im homogenen feld des Plattenkondensators.
b) Gehe von einem Feld wie in der Skizze aus (d.h. vernachlässige die "Randeffekte", gehe davon aus,dass das Feld total homogen und nur direkt zwischen den beiden Platten ist).Bestimme den Elektrischen Fluss durch eine Fläche in Größe der Platten zwischen den Platten (siehe Skizze(leider habe ich gar keinen Scanner,deswegen kann ich die Skizze nicht zur Verfügung stellen)).
c) Berechne die Plattenladung.(Hinweis:lege in Gedanken einen Quader um eine Platte des Plattenkondensators.Eine Seite des Quaders enthält die Fläche aus Aufgabenteil b).Berechne den elektrischen Fluss durch diese Fläche.
d) Du trennst den Kondensator von der Spannungsquelle und entlädst ihn anschließend über ein Ladungsmessgerät.Es misst genau den Wert,den du in c) berechnet hast.Welche Erkenntnisse kannst Du daraus über die elektrische Feldkonstante gewinnen?
Nun zu meinem Ansatz zu a):
Hier habe ich ganz einfach die Formel:
[mm] E=\bruch{U}{d} [/mm] gebraucht.
U= 200 V
d= 0,3mm=0,0003m
Somit beträgt die Feldstärke im homogenen Feld 666666,6667 [mm] \bruch{V}{m}. [/mm]
[mm] b)\varepsilon_{0}*E=Q/A
[/mm]
Q=1,105*10{-7} Nm/V
und nun um den elektrischen Fluss zu rechnen muss ich ja Q/A rechnen,da es ein homogenes Feld ist.
1,105*10{-7} Nm/V / [mm] (0,1^2m^2*\pi)= 3,5173\bruch{C}{m^2}=elektrischer [/mm] Fluss
c)hier kommt tatsächlich der selbe Wert für Q raus,wie bei c),wie leduart das auch schon gesagt hat,nur wieso muss man hier Q*A rechnen.das lecuhtet mir nicht so ein.
d) [mm] Q/A=\varepsilon_{0} [/mm] * U/d U=200 V ;d=0,3mm=0,0003m
eingesetzt nach dem ich nach [mm] \varepsilon_{0} [/mm] umgeformt habe,kommt da für die elektrische Feldkonstante der wert [mm] 5,27595*10^{-12} [/mm] raus,obwohl die elektrische Feldkonstante in der Physik den Wert [mm] 8,8542*10^{-12} [/mm] hat.jetzt verstehe ich nicht wieso der Wert sich ändert,obwohl es ja eine Konstante ist.
Würd mich über jede Hilfe freuen.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Hasan
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 11:42 So 31.05.2009 | | Autor: | Infinit |
Hallo Hasan,
der Rechenweg ist wohl klar, allerdings bekomme ich schon andere Werte raus für den teil b)
Kommentare dazu in Deiner Rechnung.
Viele Grüße,
Infinit> Aufgabe:
>
> Du lädst einen Plattenkondensator mit Kreisplatten vom
> Radius r=10 cm und Plattenabstand 0,3mm durch Anlegen einer
> Spannung von 200 V auf.
>
> a) Berechne die Feldstärke im homogenen feld des
> Plattenkondensators.
>
> b) Gehe von einem Feld wie in der Skizze aus (d.h.
> vernachlässige die "Randeffekte", gehe davon aus,dass das
> Feld total homogen und nur direkt zwischen den beiden
> Platten ist).Bestimme den Elektrischen Fluss durch eine
> Fläche in Größe der Platten zwischen den Platten (siehe
> Skizze(leider habe ich gar keinen Scanner,deswegen kann ich
> die Skizze nicht zur Verfügung stellen)).
>
> c) Berechne die Plattenladung.(Hinweis:lege in Gedanken
> einen Quader um eine Platte des Plattenkondensators.Eine
> Seite des Quaders enthält die Fläche aus Aufgabenteil
> b).Berechne den elektrischen Fluss durch diese Fläche.
>
> d) Du trennst den Kondensator von der Spannungsquelle und
> entlädst ihn anschließend über ein Ladungsmessgerät.Es
> misst genau den Wert,den du in c) berechnet hast.Welche
> Erkenntnisse kannst Du daraus über die elektrische
> Feldkonstante gewinnen?
>
> Nun zu meinem Ansatz zu a):
>
> Hier habe ich ganz einfach die Formel:
>
> [mm]E=\bruch{U}{d}[/mm] gebraucht.
>
> U= 200 V
> d= 0,3mm=0,0003m
>
> Somit beträgt die Feldstärke im homogenen Feld 666666,6667
> [mm]\bruch{V}{m}.[/mm]
>
okay
> [mm]b)\varepsilon_{0}*E=Q/A[/mm]
>
>
Q=1,105*10{-7} Nm/V
Du bestimmt hier doch schon mit Hilfe von Epsilon Q/A, den Fluss, für das Produkt aus den beiden Größen bekomme ich
$$ 8,854 [mm] \cdot 10^{-12} \bruch{As}{Vm}\cdot [/mm] 666666,667 V =
5,9 [mm] \bruch{\mu C}{m^2} [/mm] $$ raus und dieser Fehler setzt sich dann fort.
>
> und nun um den elektrischen Fluss zu rechnen muss ich ja
> Q/A rechnen,da es ein homogenes Feld ist.
> 1,105*10{-7} Nm/V / [mm](0,1^2m^2*\pi)= 3,5173\bruch{C}{m^2}=elektrischer[/mm]
> Fluss
>
> c)hier kommt tatsächlich der selbe Wert für Q raus,wie bei
> c),wie leduart das auch schon gesagt hat,nur wieso muss man
> hier Q*A rechnen.das lecuhtet mir nicht so ein.
>
> d) [mm]Q/A=\varepsilon_{0}[/mm] * U/d U=200 V
> ;d=0,3mm=0,0003m
> eingesetzt nach dem ich nach [mm]\varepsilon_{0}[/mm] umgeformt
> habe,kommt da für die elektrische Feldkonstante der wert
> [mm]5,27595*10^{-12}[/mm] raus,obwohl die elektrische Feldkonstante
> in der Physik den Wert [mm]8,8542*10^{-12}[/mm] hat.jetzt verstehe
> ich nicht wieso der Wert sich ändert,obwohl es ja eine
> Konstante ist.
>
> Würd mich über jede Hilfe freuen.
> Vielen Dank im Voraus.
> MfG
> Hasan
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> Hallo Hasan,
> der Rechenweg ist wohl klar, allerdings bekomme ich schon
> andere Werte raus für den teil b)
> Kommentare dazu in Deiner Rechnung.
> Viele Grüße,
> Infinit> Aufgabe:
> >
> > Du lädst einen Plattenkondensator mit Kreisplatten vom
> > Radius r=10 cm und Plattenabstand 0,3mm durch Anlegen einer
> > Spannung von 200 V auf.
> >
> > a) Berechne die Feldstärke im homogenen feld des
> > Plattenkondensators.
> >
> > b) Gehe von einem Feld wie in der Skizze aus (d.h.
> > vernachlässige die "Randeffekte", gehe davon aus,dass das
> > Feld total homogen und nur direkt zwischen den beiden
> > Platten ist).Bestimme den Elektrischen Fluss durch eine
> > Fläche in Größe der Platten zwischen den Platten (siehe
> > Skizze(leider habe ich gar keinen Scanner,deswegen kann ich
> > die Skizze nicht zur Verfügung stellen)).
> >
> > c) Berechne die Plattenladung.(Hinweis:lege in Gedanken
> > einen Quader um eine Platte des Plattenkondensators.Eine
> > Seite des Quaders enthält die Fläche aus Aufgabenteil
> > b).Berechne den elektrischen Fluss durch diese Fläche.
> >
> > d) Du trennst den Kondensator von der Spannungsquelle und
> > entlädst ihn anschließend über ein Ladungsmessgerät.Es
> > misst genau den Wert,den du in c) berechnet hast.Welche
> > Erkenntnisse kannst Du daraus über die elektrische
> > Feldkonstante gewinnen?
> >
> > Nun zu meinem Ansatz zu a):
> >
> > Hier habe ich ganz einfach die Formel:
> >
> > [mm]E=\bruch{U}{d}[/mm] gebraucht.
> >
> > U= 200 V
> > d= 0,3mm=0,0003m
> >
> > Somit beträgt die Feldstärke im homogenen Feld 666666,6667
> > [mm]\bruch{V}{m}.[/mm]
> >
> okay
> > [mm]b)\varepsilon_{0}*E=Q/A[/mm]
> >
> >
> Q=1,105*10{-7} Nm/V
> Du bestimmt hier doch schon mit Hilfe von Epsilon Q/A, den
> Fluss, für das Produkt aus den beiden Größen bekomme ich
> [mm][/mm] 8,854 [mm]\cdot 10^{-12} \bruch{As}{Vm}\cdot[/mm] 666666,667 V =
> 5,9 [mm]\bruch{\mu C}{m^2}[/mm] [mm][/mm] raus und dieser Fehler setzt sich
> dann fort.
hallo und danke für die Hilfe
wie kann dieser wert denn rauskommen,wenn ich Q gar nicht habe ?außerdem ist in der obigen rechnung die kreisfläche gar nicht mitberücksichtigt,und laut den tipps von leduart steht,dass im homogenen Feld,der elektrische fluss E*A ist.jetzt bin ich ganz verwirrt,weiß nicht weiter.
Vielen dank im Voraus.
MfG
Hasan
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 16:06 So 31.05.2009 | | Autor: | plutino99 |
hallo
hat sich geklärt,meine Frage war unnötig,habe erst beim richtigen nachgucken festgestellt,dass epsilon*E,ja schon q/a ist
danke vielmals für die Hilfe
mfg
hasan
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Hallo
habe jetzt alles verstanden und komme auch zu den richtigen Ergebnissen,nur habe ich noch eine Frage zu d).
zur Erinnerung:
d) Du trennst den Kondensator von der Spannungsquelle und
entlädst ihn anschließend über ein Ladungsmessgerät.Es
misst genau den Wert,den du in c) berechnet hast.Welche
Erkenntnisse kannst Du daraus über die elektrische
Feldkonstante gewinnen?
jetzt habe ich gerechnet und bin auch zur der gekannten elektrischen Feldkonstante gekommen.meine Frage ist nun,welche Erkenntnisse ich jetzt über die elektrische Feldkonstante gewinnen kann?Habe ich auf diese Frage schon geantwortet in dem ich rechnerisch auf die Konstante gekommen bin oder muss man da noch wa schreiben?
Würd mich über jede Hilfe freuen.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Hasan
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:31 So 31.05.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
man kann sagen, dass man durch die Messung einer Spannung und der Geometrie des Kond. und durch die Messung der ladung [mm] \epsilon [/mm] bestimmen kann.
Das sollte man so ausdruecken, weil man damit ein Exp. angeben kann um die Feldkonst zu bestimmen.
Gruss leduart
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