Dielektrikum im Kondensator

Dieses Thema im Forum "Schule, Studium, Ausbildung" wurde erstellt von lux88, 21. Juli 2010 .

Schlagworte:
  1. 21. Juli 2010
    Hallo zusammen, ich hab hier ne aufgabe und bin schon etwas aus der Materie raus:

    In der Aufgabe gehts um ein Dielektrikum in einem senkrecht aufgestellten Kondensator das beweglich ist. Die Frage ist jetzt, welche Kraft auf das Dielektrikum wirkt, wenn die Spannung konstant ist.
    In der Musterlösung heissts: Nach unten, weil bei Verschiebung des Dielektrikums der Energiebetrag des Kondensators abnimmt und F = dW/x.

    Ich hab das jetzt mal so hingenommen, erinnere mich aber an ne ältere Aufgabe (von der auch im Gerthsen steht), das ein flüssiges Dielektrikum in einem Kondensator nach oben wandert.

    Die zwei Aussagen stehen ja jetzt im Widerspruch zueinander. Welche stimmt?
     
  2. 21. Juli 2010
    AW: Dielektrikum im Kondensator

    Hat es vielleicht etwas mit der Polung des Kondensator zu tun?
     
  3. 21. Juli 2010
    AW: Dielektrikum im Kondensator

    Dieses "nach unten" oder "nach oben" ist doch völliger Quatsch. Es hängt immer davon ab, wie der Kondensator bzw. das E-Feld ausgerichtet ist. Was heißt senkrecht aufgestellter Kondensator? Senkrecht Wozu? Also meinst du Horizontal oder Vertikal? Allein damit kann man die Frage aber nicht beantworten, da man noch nichts über das E-Feld weiß. Demnach fehlt die Polung. Die Kraft im Kondensator geht in E-Feldrichtung, nämlich von + nach -.
    Wenn die Schwerkraft vernachlässigt wird solltest du das übrigens auch erwähnen.
    Jetzt solltest du dir jedenfalls denken können wohin das Dielektrikum fließt.
     
  4. 21. Juli 2010
    AW: Dielektrikum im Kondensator

    Die Platten verlaufen senkrecht, also von oben nach unten. Wie gepolt, etc. ist nicht angegeben, und (meiner meinung nach) irrelevant. Auch die Schwerkraft soll nicht beachtet werden.

    Ich denk eher dass die Sache was mit dem Potential zu tun hat.



    Ich denk der Fehler liegt eher hier. Eigentlich gilt: F= - grad W
     
  5. 21. Juli 2010
    AW: Dielektrikum im Kondensator

    Die eine Kondensatorplatte hat überall das selbe Potential, ebenso die andere. Was hat eine Potentialdifferenz (=Spannung) zur Folge? Ein Elektrisches Feld (E=U/d). Was hat ein Elektrisches Feld zur Folge? Eine Kraft, die das Dielektrikum bewegen kann.
    Ich könnte mir nicht erklären wieso sich das Dielektrikum nach oben bzw. unten bewegen sollte. FALLS es, aus welchen Gründen auch immer, wirklich so sein sollte, bitte ich dir das hier zu posten.
     
  6. 21. Juli 2010
    AW: Dielektrikum im Kondensator

    Für ne Kraft eines E-felds ist ne Ladung nötig, normalerweise sind Dielektrikas ungeladen. Das kanns schon mal nicht sein.

    Mit Potential mein ich auch die Energie des Kondensators. Die ist sehr wohl abhängig davon wie hoch (bzw wie voll) das dielektrikum im Kondensator gestiegen ist.

    Ich kann mich noch dunkel daran erinnern, dass sich da dann halt ein gleichgewicht aus gewichtskraft und obigen einstellt.
     
  7. 26. Juli 2010
    AW: Dielektrikum im Kondensator

    es mag inzwischen ncht mehr interessieren aber irgendwie kann ich die Musterlösung nicht glauben (edit: ok nach rechnen kann ich sie doch glauben): sie sagt doch dass das Dielektrikum verdrängt wird oder?

    1) Die Aufgabe im Gerthsen hast du korrekt erinnert. Seite 316 oder so sieht man, wie das Wasser im Kondensator wesentlich höher gestiegen ist als außen, und ein Kapillareffekt ist es offensichtlich nicht.

    2) Ich hab immo keine Ahnung aber ich rechne mal, mal sehn was rauskommt xD: Also die Pootentielle Energie eines Kondensators mit Kapazität C und der Potentialdiff. V ist docg einfach Ui=0.5*CV²

    Ok, jetzt sagst du Spannung konstant also is die Spannungsquelle angeschlossen. k soll die Dielektrizitätszahl sein. Jetzt schiebst du das Dielektrikum ein und hast die Energie Uf= 0.5*k*C*V²=Ui*k...ok..das is tatsächlich höher als am Anfang... Ich glaub der Trick dabei ist, dass hier die Spannungsquelle dran ist. Wenn sie nicht dran wäre würde das nicht so sein. dann würde nämlich die Ladung konstant sein, Ui=q²/(2C) -> Uf=q²/(2C*k) = Ui/k .. also niedriger. Hää ich freak grad ab. Ist das richtig? Ergibt das Sinn? Im Gerthsen steht leider ned, ob die Spannungsquelle dran ist oder nicht.

    Naja geht ne? Es sind keine Leiter, aber polare Dielektrika gibt es wohl offensichtlich ( und unpolare). Und diese Raumladungszonen die sich bilden ist ja das grundlegende bei den Dielektrika.
     
  8. Video Script

    Videos zum Themenbereich

    * gefundene Videos auf YouTube, anhand der Überschrift.