0.0.1 ↑ 14. Hausaufgabe
0.0.1.1 ↑ Zusammenfassung der Seite 198
- Plattenkondensator
Ein Plattenkondensator besteht aus zwei parallelen Metallplatten. Die Metallplatten müssen durch einen Isolator getrennt sein.
- Kapazität
Durch Versuche erkennt man, dass die Ladung Q, die auf einen Kondensator fließt, der angelegten Spannung U direkt proportional ist. Den Proportionalitätsfaktor C nennt man die Kapazität eines Kondensators.
C = \frac{Q}{U};
Die Einheit der Kapazität ist \frac{\mathrm{C}}{\mathrm{V}} oder \mathrm{F} (Faraday). "Nimmt ein Kondensator bei einer angelegten Spannung von 1 \,\mathrm{V} 1 \,\mathrm{C} an Ladung auf, so hat er eine Kapazität von 1 \,\mathrm{F}.
- Kapazität eines Plattenkondensators
Durch Einsetzung der Gleichungen U = \mathcal{E} d und \frac{Q}{A} = \varepsilon_0 \mathcal{E} in C = \frac{Q}{U} ergibt sich C = \varepsilon_0 \frac{A}{d}, d.h. die Kapazität ist dem Quotienten aus der Größe und dem Abstand der Platten proportional.
0.0.1.2 ↑ Buch Seite 199, Aufgabe 1
Ein Kondensator nimmt bei der Spannung U = 3 \,\mathrm{kV} die Ladung Q = 24 \,\mathrm{nC} auf. Berechnen Sie die Kapazität.
C = \frac{Q}{U} = 8 \cdot 10^{-12} \,\mathrm{F};
0.0.1.3 ↑ Buch Seite 199, Aufgabe 2
Ein Platttenkondensator wird aufgeladen und dann von der Spannungsquelle getrennt. Wie ändern sich die Feldstärke \mathcal{E} und die Spannung U, wenn man den Plattenabstand halbiert?
\mathcal{E} = \frac{U}{d} = \frac{Q}{Cd} = \frac{Qd}{\varepsilon_0 A d} = \frac{Q}{\varepsilon_0 A};
U = \frac{Q}{C} = \frac{Q d}{\varepsilon_0 A};
⇒ \mathcal{E} ändert sich nicht, wenn man den Plattenabstand halbiert.
⇒ U ist nach Halbierung des Plattenabstandes nur noch halb so groß.
(Benötigte Zeit: 37 min)