Frage von lucaapple, 26

Wer hilft mir in Physik?

1.ein Kondensator mit ebenen und parallelen Flächen hat einer Fläche von 0,012m ^ 2i m Abstand von 0,88 mm platziert.der Raum zwischen den 2 Seiten ist mit einem Dielektrikum gefüllt deren Dielektrizitätskonstante 2.0 ist. inden Sie die Potentialdifferenz zwischen den Seiten, wenn die Ladung auf dem Kondensator 4, 7uC ist.

2.Betrachten wir eine sphärische Gauß-Oberfläche und 3 Ladungen q1 = 1,65 uC, -2,32 uC und q2 = q3 = 3,71 & uC. Finden Sie den Fluss des elektrischen Feldes durch die Gauß-Oberfläche, wenn sie vollständig umschließt: a. nur q1 und q2 b. nur q2 und q3 c. alle drei (q1,q2,q3) d. Nehmen wir an, eine vierte Ladung Q auf den in Punkt c beschriebenen Situation hinzugefügt wird.Finden Sie die Zeichen und die Q-Modul,fuer 0 zu stellen der Fluss des elektrischen Feldes durch die Oberfläche

  1. Drei Widerstände, Ohm, R, 67 22 Ohm sind mit einem Akku 12,0 V parallel geschaltet. Der Gesamtstrom durch die Batterie ist 0.88 a. finde: den Wert des Widerstands R und der Strom durch jeden Widerstand
Antwort
von seifreundlich2, 5

Zu Aufgabe 1

Zuerst einmal heisst es nicht Dielektrizitätskonstante, sondern relative Permittivität (= ε_r) des Dielektrikums.

Die Potentialdifferenz ∆U bzw. U (= Spannungsdifferenz) ist gesucht. Gegeben ist die Ladung auf dem Kondensator, die beträgt

Q = 4.7 µC = 4.7 * 10^-6 C

Die Formel für die Potentialdifferenz ∆U lässt sich aus dem einfachen Zusammenhang

C = Q / U , (I)

herleiten. Wir wissen, dass

C = ε_0 * A / d , (II)

Die rechte Seite der Gleichung (II) eingesetzt in (I) liefert umgeformt die Formel für U respektive ∆U.

ε_0 * A / d = Q / U <=> U = Q * d / (ε_0 * A) , (III)

Dabei sind alle Variablen und Konstanten auf der rechten Seite der Gleichung (III) gegeben:

Q = 4.7 * 10^-6 As, A = 0.012 m^2, d = 0.88 mm = 8.8 * 10^-4 m, (ε_r = 2.0), ε_0 = 8.8542 * 10^-12 As(Vm)^-1 (gerundet; steht in deinem Formelheft)

Nun setzen wir ein und erhalten

U = 4.7 * 10^-6 * 8.8 * 10^-4 / (8.8542 * 10^-12 * 0.012) [As * m * As^-1 * Vm * m^-2] = 38926.91228 V (!!! => sehr wahrscheinlich Flüchtigkeitsfehler vorhanden!)

=> Die Potentialdifferenz von U = 38'926.91 V kommt mir verdächtig hoch vor respektive wäre das eine ziemlich abgefahrene Spannung, dennoch denkbar.

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Eventuell musst du für diese Aufgabe anders - und zwar folgendermassen - vorgehen:

Du solltest die Formel für die Berechnung der Kapazität eines Plattenkondensators kennen, die da lautet

C = ε_0 * ε_r * (A / d)

Dabei sind alle Variablen und Konstanten auf der rechten Seite der Gleichung gegeben:

A = 0.012 m^2, d = 0.88 mm = 8.8 * 10^-4 m, ε_r = 2.0, ε_0 = 8.8542 * 10^-12 As(Vm)^-1 (gerundet; steht in deinem Formelheft)

Nun setzen wir ein und erhalten

C = 8.8542 * 10^-12 * 2.0 * 0.012 / (8.8 * 10^-4) [As * (Vm)^-1 * m^2 *
m^-1] = 2.4148 * 10^-10 CV^-1 = 2.4148 * 10^-10 F (gerundet)

Weiter geht es jetzt mit der Berechnung der Potentialdifferenz. Das könnte dir beim weiteren Vorgehen womöglich behilflich sein: http://people.physik.hu-berlin.de/~mitdank/dist/scripten/plattenkondensator.htm

Gute Nacht!


PS: Bei den anderen zwei Aufgaben kann ich dir leider keine Hilfe anbieten. Die dritte ist allerdings ziemlich schnell gelöst. Soweit ich das richtig gesehen habe, musst du die Zahlen nur in die passenden Formeln einsetzen (1/R = ...).

Kommentar von seifreundlich2 ,

Ebenfalls sehr nützlich (anschaulich & verständlich) ist dieses frei zugängliche PDF der Universität Würzburg: www.physik.uni-wuerzburg.de/EP6/Vorlesung-SS07/VL_06_2007.pdf

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