Könnt ihr mir bei dieser Aufgabe zum Plattenkondesator weiterhelfen?
Wie ändert sich die Kapazität eines aufgeladenen Plattenkondensators, die Feldstärke und die Energie des elektrischen Feldes, wenn der Plattenabstand d verdoppelt wird.
a) bei angeschlossener Spannungsquelle (U=konstant)
b) nach Abtrennen der Spannungsquelle
2 Antworten
Die Kapazität eines Plattenkondensators C = ε • A / d
wird bei doppeltem Plattenabstand d halbiert.
Die Ladung eines Kondensators ist (1) Q = C • U = ε • A / d • U
die gespeicherte Energie (2) W = C/2 • U² = ε • A / (d • 2) • U²
und die Feldstärke (3) E = U / d
a) Wenn die Spannung U konstant ist, wird C bei doppeltem Abstand halbiert:
damit werden nach (2) die Energie und nach (3) die Feldstärke ebenfalls halbiert.
b) Wenn die Spannungsquelle abgetrennt wird, bleibt die Ladung Q auf dem Kondensator konstant. Damit steigen bei doppeltem Abstand die Spannung U und die Energie W auf das Doppelte. Die Feldstärke E bleibt konstant.
Die Verdopplung der Energie des Kondensators ist Folge der Arbeit (Kraft x Weg), die man aufbringen muß, um die Kondensatorplatten auf das Doppelte auseinanderzuziehen.
bei
a) bleibt U konstant: W = C*U²/2
b) bleibt Q konstant: W = Q²/2C