Energie des Plattenkondensator < SchulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 19:12 Di 05.05.2009 | | Autor: | Gina... |
| Aufgabe | Ein Plattenkondensator mit der Plattenfläche 1,1 [mm] m^2 [/mm] und dem Plattenabstand 2,3 cm wird an einer Stromquelle der Spannung 6,5 kV aufgeladen und dann von dieser getrennt.
(1)
Die Platten werden von einem beliebigen Abstand d(0) auf den Abstand d(1)= n*d(0) (n>1) gebracht. Berechnen Sie allgemein die dazu nötige Arbeit in Abhängigkeit von der Ladung des Kondensators sowohl nach Arbeit = Kraft mal Weg als auch als Differenz der Energien.
(2)
Bei einem Plattenabstand ovn 6,9 cm werden die Platten leitend verbunden. Berechnen Sie die elektrische Energie, die dabei in innere Energie umgesetzt wird.
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(1)
was ist mit "Differenz der Energien" gemeint? Welche Formel schreib ich dahin.
Generell weiß ich nicht auf was die in der Frage hinauswollen.
Wollen die 2 Gleichungen von mir wissen?
Zur ersten Formulierung würde ich auf
We= [mm] 1/2*\varepsilon*A/d*U^2
[/mm]
kommen.
(2)
welche Formel muss ich benutzen wenn die Platten leitend verbunden werden? Unterschied der inneren Energie zur normalen Energie?
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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Hallo!
Du solltest in der Physik generell nicht einfach fragen, welche Formel man benutzen soll. Vielmehr gibts einen gewissen Grundbestand von Formeln, die du kennen solltest, und verschiedene Aufgaben verlangen dann, die Zusammenhänge zu erkennen, um dann mit den entsprechenden Formeln zur Lösung zu kommen. Aber generell gibts kein Lösungsbuch für alles...
Zur 1. Aufgabe:
Du hast richtig hingeschrieben, daß [mm] W_e=\frac{1}{2}\epsilon_0\frac{A}{d}U^2=\frac{1}{2}CU^2 [/mm] ist. DAs bringt dich aber noch nicht all zu viel weiter, denn duch die Veränderung des Plattenabstand ändert sich die Kapazität, aber auch die Spannung. Die neue Kapazität kannst du berechnen. Nach dem Trennen von der Spannungsquelle kann keine Ladung mehr aus dem Kondensator abfließen. Das heißt, die Ladung Q bleibt konstant. Wie groß ist denn die Spannung an deinem "neuen" Kondensator, wenn die Ladung die gleiche bleibt? Danach kannst du [mm] W_e=\frac{1}{2}CU^2 [/mm] verwenden.
Mit der Differenz der Energien ist gemeint, daß du für unterschiedliche Abstände auch unterschiedliche Energien [mm] W_e [/mm] bekommst. Die Differenz muß nun aber irgendwo her kommen, schließlich gibts da sowas wie Energieerhaltung...
Zur 2. Aufgabe: Wenn man die beiden Kondensatorplatten kurzschließt, fließt ein Strom, der die Energie in Wärme umsetzt. Das ist mit dieser merkwüdigen "inneren Energie" gemeint. Wieviel Energie gibts denn, die umgesetzt werden kann?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:53 Di 05.05.2009 | | Autor: | Gina... |
Erst einmal DANKE für deine Hilfe
(1)
da Q mir nicht gegeben ist, hab ich es durch Q= D*A ausgerechnet und komme durch F/s*A auf 18,17 J.
Durch deinen Tipp bin ich zu der rechnerei gekommen:
[mm] W=1/2*\varepsilon*A/d*U^2
[/mm]
für [mm] U^2 [/mm] durch U=Q/C zu ersetzen, und somit würde ja sich der Zähler mit den Nenner um [mm] \varepsilon*A/d [/mm] kürzen
W= 1/2 * Q würde bei mir dann nur noch dastehen.
Ist das die verlangte Formel?
(2)
In einer vorangegangenen Aufgabe hat man für die Energie des Plattenkondensators 8,7 mJ errechnet. Aber da zweimal nicht das selbe gefragt ist, bin ich überfragt ;)
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:30 Di 05.05.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
> Erst einmal DANKE für deine Hilfe
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> (1)
> da Q mir nicht gegeben ist, hab ich es durch Q= D*A
> ausgerechnet und komme durch F/s*A auf 18,17 J.
das ist viel zu gross
Was hast du denn fuer Q raus, bzw fuer D?
was F/s*A sein soll versteh ich nicht, sicher aber keine Energie, wenn F ne Kraft ist.
> Durch deinen Tipp bin ich zu der rechnerei gekommen:
> [mm]W=1/2*\varepsilon*A/d*U^2[/mm]
> für [mm]U^2[/mm] durch U=Q/C zu ersetzen, und somit würde ja sich
> der Zähler mit den Nenner um [mm]\varepsilon*A/d[/mm] kürzen
Nein, denn da steht ja [mm] U^2 [/mm] und nicht U
> W= 1/2 * Q würde bei mir dann nur noch dastehen.
falsch, du muesstest sehen, dass ne ladung keine energie sein kann!
> Ist das die verlangte Formel?
nein sicher nicht.
rechne allgemein. W(d) dann W(n*d) dann die Differenz.
[mm] W=C/2*U^2=C/2*(Q^2/U^2)=1/2*Q^2/C
[/mm]
jetzt C [mm] =\epsilon*A/d [/mm] einsetzen.
und dann allgemein ausrechnen.
Bitte gib wenn du Ergebnisse angibst deinen Rechenweg und die Zwischenergebnisse an. ueberpruefe auch immer die Einheiten.
Gruss leduart
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> (2)
> In einer vorangegangenen Aufgabe hat man für die Energie
> des Plattenkondensators 8,7 mJ errechnet. Aber da zweimal
> nicht das selbe gefragt ist, bin ich überfragt ;)
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