Physik Aufgabe zum Thema Plattenkondensator?
Die Aufgabe lautet:
An die Platten eines Kondensators wird eine Spannung von 100 V gelegt. Dann wird eine Porzellanschicht zwischen die Platten geschoben. Wie ändern sich Feldstärke, Kapazität, Ladung und Spannung?
weiß das vielleicht jemand? Danke schon mal!
2 Antworten
Das Porzellan, welches zwischen die Platten geschoben wird, bezeichnet man als Dielektrikum und in der Formel C = ε0 * εr * A / d beschreibt εr die Dielektrizitätszahl, welche bei Luft ca. 1 und bei Porzellan in etwa 7 beträgt. Dadurch vergrößert sich also schonmal die Kapazität des Kondensators.
Da Q = C * U gilt, vergrößert sich damit auch die Ladung. (Da wir ja bereits wissen, dass sich C vergrößert)
E = 1 / (εr * ε0) * Q/A Dadurch wird der Wert der elektrischen Feldstärke um den Faktor εr gesenkt.
Die Spannung sollte sich meines Wissens nach nicht verändern, da diese ja von der angelegten Spannungsquelle abhängt und damit konstant bleibt.
Ich denke jedoch, dass die elektrische Feldstärke ebenfalls konstant ist, sich also nicht verändert, da ja gilt E = U / d. Also am besten das von oben dazu vergessen, das gilt glaube ich nur, wenn das gesamte elektrische Feld vom Dielektrikum ausgefüllt wird.
Die Allgemeine Gleichung für die Kapazität eines Plattenkondensators lautet:
C=ε0*(A/d)
d ist der Plattenabstand, A die Fläche und ε0 die Permeabilität des Vakuums. Kommt ein Dielektrikum dazu wird ein εr an multipliziert. Das εr steht dabei für die Permeabilität des Stoffes und beschreibt die Eigenschaften des Stoffes sich im elektrischen Feld auszurichten und so zur Speicherung des elektrischen Feldes beizutragen weshalb sich zwangsläufig auch die Kapazität erhöht je höher die Permeabilität des Stoffes ist.
Porzellan hat eine Permeabilität von etwa 7 damit würde die Kapazität des Kondensators steigen.