Berechnung der elektrischen Feldstärke eines Dielektrika?
Wenn ein Dielektrika in einem Plattenkondensator eingeführt wird, entsteht ja ein entegegengesetztes Feld zum Feld des Plattenkondensators. Wie kann ich die Feldstärke dieses neu entstehenden elektrischen Feldes berechnen?
3 Antworten
Konstanten sind die elektrische Ladung Q auf den Platten und Fläche A und Abstand d der Kondensatorplatten. (unter der Annahme, dass kein Strom fließt)
Die Ladung Q auf den Platten ist der Verschiebungsfluss. Die Verschiebungsflussdichte ist dann D = Q/A.
Also ist auch die Verschiebungsflussdichte konstant.
Es gilt D = E * Epsilon.
Wenn E0 und Epsilon0 vor und E1 und Epsilon1 nach dem Einbringen des Dielektrikums gelten, ist
E0 * Epsilon0 = E1 * Epsilon1
E1 = E0 * Epsilon0 / Epsilon1
Der Quotient Epsilon1 / Epsilon0 ist die relative Dielektrizitätskonstante Epsilon_r des Dielektrikums.
E1 = E0 / Epsilon_r
Zwischen den entgegengesetzt geladenen Randflächen des Dielektrikums bildet sich ein elektrisches Feld Ep aus, das von der positiven zu der negativen Randfläche zeigt. Daher ist entgegengesetzt zum externen Feld E gerichtet. Mithilfe der ersten Maxwell-Gleichung lässt sich der Zusammenhang zwischen der Betrag des Polarisationsfeldes und der Flächenladungsdichte herstellen:
Ep=Flächenladungsdichte(óp)/dielektrizitätskonstante des Vakuums (Eo)
Daraus folgt dann:
Ep= - P(Polarisation)/Eo
Guck aber mal in den link unten. Dort ist alles ausführlich mit hinführen erklärt. Außerdem noch eine kleine Weiterführung die für doch wichtig sein könnte (ganz am Ende, für Nichtmetalle)
Logisch überlegt müßte das Feld des Dielektrikums dieselbe Stärke wie das Plattenfeld haben, weil sonst ein Potentialfluss entstehen würde.