Wer hilft mir in Physik?

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1 Antwort

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 = ...).

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