a )Welche Spannung U liegt am Kondensator an?

Question

Aufgabe: Auf die 1 cm voneinander entfernten Platten eines luftleeren Kondensators der Kapazität C = 100 pF wird aus einer Spannungsquelle die Ladung Q = 22 nC aufgebracht. Danach wird der Kondesator wieder von der Spannungsquelle abgeklemmt. a )Welche Spannung U liegt am Kondesator an?

                    b)Ermittlung der im Kondensator gespeicherte Energie

                     c) Plattenfläche des Kondensators bestimmen

Problem/Ansatz: Ich schreibe morgen darüber eine Klausur und habe nicht die Aufgabe verstanden.

                         Für einen vollständigen Lösungsweg bin ich sehr dankbar.  Lg Max

Answer 1

... und habe nicht die Aufgabe verstanden.

Was daran hast du denn nicht verstanden?

Wurden dir keine Formeln genannt, mit denen du die Aufgabe lösen könntest?

Ich würde sie so lösen:

a) U = Q / C = (22 * 10^-9 As) / (100 * 10^-12 As/V) = 220V

b) W = C * U² / 2 = 0,5 * 100 * 10^-12 As/V * ( 220V)² = 2,42 * 10^-6 VAs

c) A = C * d / ε₀ = (100 * 10^-12 As/V * 0,01m) / (8,85 * 10^-12 As/Vm) ≈ 0,113m²

C: Kondensatorkapazität, Q: Kondensatorladung, U: Spannung zwischen den Kondensatorplatten

ε₀: Elektrische Feldkonstante, A: Plattenfläche, d: Plattenabstand, W: Gespeicherte Kondensatorenergie

s. auch : https://studyflix.de/elektrotechnik/kondensatoren-265

Viel Erfolg!

Gruß Enano

Comments

Hallo Enano,

Ich habe die Aufgabe teilweise verstanden, jedoch gab es eine Zusatzaufgabe den ich auch gern verstehen würde:

Begründen Sie, wie sich die Werte von Kapazität, Spannung und Feldstärke verhalten, wenn bei dem oben
beschriebenen Kondensator nur der Plattenabstand verdoppelt wird.(Es werden keine Berechnungen verlangt sondern funktionale Zusammenhänge)

Danke im Voraus!! Lg Max

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Hallo Max,

Ich habe die Aufgabe teilweise verstanden,

was hast du denn nicht verstanden?

... wie sich die Werte von Kapazität, Spannung und Feldstärke verhalten, ...

Das erkennst du, wenn du dir die Formeln ansiehst, in denen diese Größen vorkommen:

C und d kommen in  C = ε * A / d vor.

An der Formel ist erkennbar, dass C umgekehrt proportional zu d ist ( C α 1/d), d.h., wenn d verdoppelt wird, z.B. von 1cm auf 2cm halbiert sich die Kapazität.

U und d sowie E (Feldstärke) und d kommen in E = U / d vor.

E ist umgekehrt proportional (E α 1/d) zu d, d.h. wenn d sich verdoppelt, halbiert sich die Feldstärke.

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Bei der Umformung der Formel bin ich nicht weitergekommen. Lg

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Welche Formel möchtest du wie umformen?