Plattenkondensator < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 19:27 So 13.04.2008 | | Autor: | Maiko |
| Aufgabe | Ein Plattenkondensator (Plattenabstand 4,00mm; Plattenfläche [mm] 520cm^2; [/mm] Dielektrikum; Luft) wird bei einer Ladespannung von 2000V aufgeladen und nach dem Ladevorgang wieder von der Spannungsquelle getrennt.
a) Berechnen Sie die Kapazität jeweils für den Fall, dass die Glasplatte den Innenraum vollständig bzw. genau zur Hälfte ausfüllt!
b) Die im Kondensator gespeicherte elektrische Energie sei nach einer gewissen Zeit auf ein Viertel ihres Ausgangswertes gesunken. Welche Ladung befindet sich zu diesem Zeitpunkt noch auf dem Kondensator? |
a)
Ich finde die Aufgabe etwas schwierig und wollte mal fragen, ob ich so vorgehen kann:
Zuerst kann ich ja mein [mm] C_1 [/mm] berechnen mit
[mm] C_1=\epsilon_0 [/mm] * [mm] \epsilon_r [/mm] * [mm] \bruch{520cm^2}{0,4cm} [/mm] = 4,604*10^(-10) F
...aber was mache ich denn nun?
Teile ich einfach die Kapazität durch 2 oder wie muss ich vorgehen?
______________________________________________
b)
Die elektrische Energie ist doch definiert mit:
[mm] E_{el}=1/2*C*U^2
[/mm]
Nun kann ich die volle elektrische Energie berechnen:
E_el=1/2*1,151*10^(-10) [mm] \bruch{C}{V} [/mm] * [mm] (2000V)^2=0,0002302 [/mm] Ws
Jetzt kann ich folgende Formel aufstellen:
[mm] \bruch{E_{el}}{4}=\bruch{1}{2}*\bruch{Q}{U}*U^2
[/mm]
-> nach Q umstellen:
[mm] Q=\bruch{E_{el}}{2*2000V}=0,2302C
[/mm]
Ist das denn richtig so?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:47 So 13.04.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
wenn die Glasplatte zur Hälfte im Kondensator steckt, betrachtest du das als 2 parallel geschaltete Kond. jeweils mit der halben Fläche des ganzen, der eine Kond mit Luft, der andere mit Glas.
zu b) nicht falsch, von den Formeln her, aber die Zahl am Ende ist sehr falsch-
Besser du rechnest Q am Anfang aus:
[mm] Q_0=C*U=4,6*10^{-10}*2*10^3 F*V=9,2*10^{-7}Cb
[/mm]
Dann [mm] W_0=Q_0^2/2C
[/mm]
[mm] W1=W_0/4=Q_0^2/8C=Q_1^2/2C [/mm] daraus [mm] Q_1^2=Q_0^2/4
[/mm]
[mm] Q_1=Q_0/2
[/mm]
so musst du die Energie nie ausrechnen, was hilft, Fehler zu vermeiden!
Gruss leduart.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:14 Mo 14.04.2008 | | Autor: | Maiko |
Hallo leduart!
Vielen Dank für deine Hilfe!
> wenn die Glasplatte zur Hälfte im Kondensator steckt,
> betrachtest du das als 2 parallel geschaltete Kond. jeweils
> mit der halben Fläche des ganzen, der eine Kond mit Luft,
> der andere mit Glas.
Meinst du, dass ich zuerst die Kapazität mit A/2 für Glas berechnen muss und dann die Kapazität mit A/2 für Luft und dann beide C's addieren muss?
Leider weiß ich auch nicht, wie ich mir das erklären kann?
> zu b) nicht falsch, von den Formeln her, aber die Zahl am
> Ende ist sehr falsch-
> Besser du rechnest Q am Anfang aus:
> [mm]Q_0=C*U=4,6*10^{-10}*2*10^3 F*V=9,2*10^{-7}Cb[/mm]
>
> Dann [mm]W_0=Q_0^2/2C[/mm]
> [mm]W1=W_0/4=Q_0^2/8C=Q_1^2/2C[/mm] daraus [mm]Q_1^2=Q_0^2/4[/mm]
> [mm]Q_1=Q_0/2[/mm]
> so musst du die Energie nie ausrechnen, was hilft, Fehler
> zu vermeiden!
Danke für den Hinweis. Ich habe meinen Rechenfehler auch gefunden.
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 16:31 Mo 14.04.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo> Hallo leduart!
>
> Vielen Dank für deine Hilfe!
>
> > wenn die Glasplatte zur Hälfte im Kondensator steckt,
> > betrachtest du das als 2 parallel geschaltete Kond. jeweils
> > mit der halben Fläche des ganzen, der eine Kond mit Luft,
> > der andere mit Glas.
>
> Meinst du, dass ich zuerst die Kapazität mit A/2 für Glas
> berechnen muss und dann die Kapazität mit A/2 für Luft und
> dann beide C's addieren muss?
> Leider weiß ich auch nicht, wie ich mir das erklären
> kann?
Genau das mein ich! stell dir vor du hast 2 Kond. mit A/2 , und d in einem Glas, im anderen Luft. Klar kannst du die jeweiligen Kapazitäten ausrechnen. Jetzt schaltest du sie parallel, indem du sie mit Leitungen verbindest. Auf die Länge der Leitungen kommts dabei sicher nicht an. Also mach sie immer kürzer, bis sich die jeweiligen Platten direkt berühren. Dann hast du "einen" kKondensator, in dessen einer Hälte Glas, der anderen Hälfte Luft ist.
Gruss leduart
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