Kondensatoren < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hi,
ich bräuchte ein paar kurze Erklärungen zu folgenden Fragen:
-Was passiert wenn ich die Kondensatorplatten mit/ohne angeschlossene Stromquelle auseinanderziehe/zusammenschiebe? (Wie verhält sich die Spannung/Ladung)?
-Was geschieht wenn ich zwischen die Kondensatorplatten ein Dielelektrikum/Isolator tue?
Hierbei wird der Isolator ja polarisiert -> abstand zwischen den Platten wird verringert, Kapazität steigt, da ich mehr Fläche habe. (Aber wie verhält sich Spannung bzw. Ladung)?
Grundlegend habe ich mich mittlerweile schon im net ein bisschen umgeschaut, aber leider nichts wirklich produktives gefunden. Vllt. könnt ihr mir helfen.
Im vorraus schonmal besten Dank.
Gruß Masterchief
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Hallo!
Grundsätzlich solltest du doch wissen, mit welcher Formel du dir Kapazität eines Plattenkondensators berechnen kannst: [mm] C=\varepsilon_0\varepsilon_r\frac{A}{d}
[/mm]
Hieraus erfährst du ja schonmal, wie sich die Kapazität ändert, wenn man den Plattenabstand variiert, bzw ein Dielektrikum mit einem bestimmten [mm] \varepsilon_r [/mm] dazwischenschiebt.
Jetzt solltest du auch wissen, was Kapazität ist, nämlich Ladung pro Spannung: [mm] C=\frac{Q}{U}
[/mm]
Nun zu dem Fall ohne Spannungsquelle. Da ist eine Ladung auf dem Kondensator. Was passiert mit der Ladung, wenn du den Plattenabstand variierst? Denk dran, daß die Platten elektrisch völlig voneinander isoliert sind!
Genauso solltest du dir für den anderen Fall überlegen, wie die Spannung am Kondensator sich ändert, wenn der Kondensator weiterhin mit einer Spannungsquelle verbunden ist.
Versiche mal, dafür eine Antwort zu finden (zu überlegen!), dann ergibt sich der Rest fast von selbst.
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Hi,
also zu meiner obigen ersten Frage:
Da der Kondensator an die Stromquelle angeschlossen bleibt, bleibt die Spannung unverändert, da beide Ladung/Kapazität kleiner werden. Beim Auseinanderziehen der Platten auf den doppelten Abstand verkleinert sich die Kapazität, da ich ja die Zahl im Nenner in der Formel [mm] C=\in_{0}*\in_{R}*\bruch{A}{d}. [/mm] Da die Kapazität kleiner wird muss nach der Formel Q=C*U auch die Ladung kleiner werden.
Da der Kondensator ohne Stromquelle steht, bleibt die Ladung unverändert, bzw die Ladung kann ja nicht irgendwohin verschwinden. Beim Auseinanderziehen der Platten auf den doppelten Abstand verkleinert sich die Kapazität. Deshalb muss die Spannung höher werden, nach [mm] U=\bruch{Q}{C}
[/mm]
So hätte ich es jetzt gesehen, ich denke auch das das so größtenteils stimmen würde, das Problem ist bloß das ich es nicht richtig erklären kann. D.h. ich kann mir das ganze wenn ich eine halbe Stunde vor den Formeln sitze schon irgendwie ableiten, aber keine vernünftigen Erklärungen finden.
Im vorraus besten Dank.
Masterchief
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 11:44 Mo 12.05.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
Du hast das alles richtig erklärt.
Nur deine sätze sind z. T. unvollständig oder nicht in der richtigen Reihenfolge.
Schreib knapper:
K an SpQ : d vergrößert folgt C verkleinert wegen [mm] C\prop [/mm] 1/d .U fest Q=C*U verkleinert. entsprechend die anderen.
Gruss leduart
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Also der vollständigkeit halber:
K an Spq: d vergrößert -> U = const.
C <verkleinert wg. [mm] C=\bruch{1}{d}
[/mm]
Q <verkleinert, wg. Q = C*U
K ohne SPQ: d vergr. -> Q = const.
C <verkleinert wg. [mm] C=\bruch{1}{d}
[/mm]
U >größer da [mm] U=\bruch{Q}{C}
[/mm]
K an Spq: d verkl. -> U = const.
C >vergr. wg. [mm] C=\bruch{1}{d}
[/mm]
Q >vergr. wg. Q = C*U
K ohne SPQ: d verkl. -> Q = const.
C >vergr. wg. [mm] C=\bruch{1}{d}
[/mm]
U <kleiner da [mm] U=\bruch{Q}{C}
[/mm]
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 13:57 Mo 12.05.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
find ich gut, aussder C=1/d es gilt C proportinal 1/C oder C=const/d
Gruss leduart
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Hi, ich hab momentan jetzt nur noch ein Problem/ Frage:
Wie verhält sich die Spannung, wenn ich ein Dielektrikum zwischen die Kondensatorplatten "packe"?
Theoretisch müsste die Spannung ja sinken, da die Kapazität steigt. Allerdings haben wir einen Versuch gemacht bei dem nach einsetzen des Isolators der Ausschlag des Elektroskops stieg.
Eine Erklärung zum Verhalten der Spannung mit einem Dielektrikum wäre hilfreich.
Im vorraus besten Dank.
Masterchief
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:39 Mo 12.05.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
du meinst wohl, dass du einen Stoff in den Kondesator packst, und sich dann etwas verändert? Nehmen wir an, der Stoff sei polarisierbar. Dann entsteht durch das E-Feld des Kondensators ein E-Feld im Stoff. Das wirkt dem E-Feld des Kondensators entgegen, dadurch ist das Gesamtfeld abgeschwächt.
Man kann es aber auch so erklären: [mm] C=\epsilon\epsilon_r [/mm] A/d.
Wenn du jetzt einen Stoff reinpackst, dann ändert sich C, denn du hsat ein anderes [mm] \epsilon. [/mm] Der Rest ist konstant. Wenn du dann sagst: C=QU, und du hast Q=const. dann muss sich entsprechend U ändern. Wenn Q größer wird, wird U kleiner, da Q konstant.
LG
Kroni
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Ok vielen Dank, jetzt weil du sagst irgendeinen Stoff, wenn ich jetzt z.b. ein Stück Eisen dazwischenpacke (also einen Leiter) dann hab ich ja nen Kurzschluss? Aber im Prinzip ist ja ein Faradayscher Käfig auch nix anderes als ein Stück Eisen (ok ist jetzt ein bisschen überspitzt).
Im vorraus besten Dank.
PS: Sry für die vielen Fragen, aber ich versuch mir schon seit heut morgen Kepler/Gravitationsgesetz/E-Lehre und Latein einzutrichtern, da ist nicht mehr viel möglich heut abend.
Gruß Masterchief
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:37 Mo 12.05.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
nun, du solltest ja keinen leitenden Kontakt zwischen den Platten bauen. Es wird dann eigentlich auch immer nur irgendein Isolator zwischen die Platten gepackt, wo sich dann entweder Dipole ausbilden oder nicht.
Wenn du aber zwischen deine Platten ein Stück Eisen packst, so dass du leitenden Kontakt hast, und
1) Spannungsquelle, dann hast du einen Kurzschluss
2) keine Spannungsquelle angeschlossen, dann hast du auf der einen Platte die Ladung +q, auf der anderen -q. Die Ladungen gleichen sich dann aus, so dass du die Gesamtladung 0 hast.
LG
Kroni
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