Wechsel des Dielektrikum (Plattenkondensator)

Moin zusammen,

sitze gerade mit meinen Kommilitonen an folgender Aufgabe und zwar beim Unterpunkt b):

f3l75det.jpg

Wir haben bereits in der a) die Ladung (Q = C * U) und somit auch die Energie (W = 1/2 * Q * U) ausrechnen können. Nun stellt sich die Frage, wie berechnen wir die Energie bei der b). Wir sind zu dem Endschluss gekommen, dass die Energie gleichbleiben muss, da Ladung und Spannung gleich bleiben. Somit lässt sich wieder die Formel der Energie (W = 1/2 * Q * U) anwenden und zwar mit den selben Werten.

Da wir zu dieser Aufgabe keine Lösungen haben, wüssten wir gerne, ob unsere Überlegung richtig ist und wenn ja, warum es so ist. Wir müssen ja schließlich einen Satz bzw. eine Bemerkung zu der Aufgabe schreiben.


LG
 
AW: Wechsel des Dielektrikum (Plattenkondensator)

Ich kann doch die Ladung nicht einfach mit 2,3 multiplizieren?! Wir haben doch nach dem Reinschieben des Dielektrikums eine andere Kapazität oder nicht? Somit gilt auch nicht mehr Q = C * U, sondern wir müssten eine neue Kapazität ausrechnen, können wir aber nicht, da keine Fläche A und kein Plattenabstand d gegeben ist?!
 
AW: Wechsel des Dielektrikum (Plattenkondensator)

Die Kapazität des luftgefüllten Kondensators berechnet sich zu

[tex]C_1=\frac{\epsilon_0\cdot \epsilon_{r,Luft}\cdot A}{d}=\frac{\epsilon_0\cdot A}{d}[/tex]

Die Kapazität des mit Feststoff gefüllten Kondensators berechnet sich zu

[tex]C_2=\frac{\epsilon_0\cdot \epsilon_{r,Dielektr}\cdot A}{d}=\frac{\epsilon_0\cdot 2,3\cdot A}{d}=2,3\cdot\frac{\epsilon_0\cdot A}{d}=2,3\cdot C_1[/tex]

und demzufolge

[tex]Q_1=C_1\cdot U[/tex]

[tex]Q_2=C_2\cdot U=2,3\cdot C_1\cdot U=2,3\cdot Q_1[/tex]

Das ist doch einfachstes Rechnen. Weshalb brauchst Du da die geometrischen Abmessungen des Kondesnators? Es ist doch derselbe Kondensator mit denselben geometrischen Abmessungen (siehe Aufgabenstellung), der nur zunächst mit Luft und dann mit Feststoff gefüllt ist.
 
AW: Wechsel des Dielektrikum (Plattenkondensator)

Danke, habe es jetzt anhand der Rechnung nachvollziehen können. Da hatten wir wohl ein Brett vor dem Kopf. Danke Dir.
 
AW: Wechsel des Dielektrikum (Plattenkondensator)

Der Gag an dieser Aufgabe ist ja nicht die Erkenntnis, dass Kapazität und Ladung eines Kondensators bei konstanter Spannung proportional zur Permittivitätszahl sind (das ist trivial), sondern dass die Quelle bei Wechsel des Dielektrikums eine bestimmte Energie nachliefert, von der nur die Hälfte im Kondenstor gespeichert wird. Wo bleibt die die andere Hälfte?

Was hat übrigens der Klammerausdruck {13µJ} in der letzten Zeile zu bedeuten? Er steht in überhaupt keinem Zusammenhang mit der Aufgabe, es sei denn es ist eine falsche Spannung angegeben worden.
 
AW: Wechsel des Dielektrikum (Plattenkondensator)

Ich verstehe.

Die 13µJ sollen eigentlich die Lösung darstellen, habe aber selbst auch gerätselt, für welche Aufgabe das bestimmt sein soll. Es stellt keinen Zusammenhang dar.
 
AW: Wechsel des Dielektrikum (Plattenkondensator)

Na ja, die Ziffernfolge lässt schon darauf schließen, dass da ein Zusammenhang mit der Aufgabe besteht, denn immerhin liefert die Quelle eine Energie von 130mJ. Aber die Größenordung stimmt um 4 Zehnerpotenzen nicht. Deshalb ja mein Hinweis auf die eventuell falsch angegebene Spannung. Oder der Musterlöser hat statt mit U=10kV fälschlicherweise mit U=1V gerechnet.
 
Zuletzt bearbeitet:
AW: Wechsel des Dielektrikum (Plattenkondensator)

Ja leider liegt keine Musterlösung vor und ich traue einem Prof. jetzt auch nicht zu, dass er sich um 4 Zehnerpotenzen verrechnet, aber man weiß es natürlich nicht.
 
AW: Wechsel des Dielektrikum (Plattenkondensator)

Ist doch auch egal, ob da 'ne Musterlösung ist oder nicht. Sinnvoller wäre es für Dich, die Aufgabe weiter zu bearbeiten.
 

Jobs

Jobmail abonieren - keine Jobs mehr verpassen:

Top