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Kapazität

Aufgabe:

An einen Plattenkondensator mit der Plattenfläche A=500 cm² und dem Plattenabstand d=4mm im Vakuum wird die Spannung U=400 V angelegt.
a) Welche Ladung nimmt der Kondensator auf?
b) Welche Feldstärke hat das elektrische Feld im Kondensator?
c) Wie ändert sich die Ladung und die Feldstärke, wenn der Plattenabstand bei Beibehaltung der Verbindung zur Spannungsquelle auf 6 mm vergrößert wird?
d) Wie ändert sich die Ladung, die Feldstärke und die Spannung, wenn die Vergrößerung des Plattenabstandes nach Abklemmen der Spannungsquelle erfolgt?

Lösung:

geg.:

ges.:

Lösung:

a)

b)

c) Wird die Verbindung zur Spannungsquelle beibehalten, ändert sich die Spannung nicht. Da sich aber durch die Vergrößerung des Plattenabstandes die Kapazität verkleinert, verändern sich auch die Ladungen auf den Platten.

d) Wird Plattenabstand nach dem Abklemmen der Spannungsquelle vergrößert, bleiben die Ladungen auf den Platten erhalten. Damit ändert sich die Spannung zwischen den Platten.


Aus der letzten Gleichung ist zu entnehmen, dass U proportional zum Plattenabstand ist. Das heißt, der Quotient aus U und d ist konstant. Das ist aber gerade die Feldstärke, die sich damit nicht ändert.

Antwort:

a) Ladung 4,43*10-8 C
b) Feldstärke 100 000 V/m
c) Feldstärke: 666 66 V/m
Ladung: 2,95*10-8 C
d) Feldstärke: 100 000 V/m
Spannung: 600 V




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