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Hallo,
Ich hoffe nicht jeder ist heute draußen und genießt das Wetter... (natürlich kann man es keinem verübeln.. )
Weil ich nämlich mal eine Frage zum Faraday-Käfig habe...

So ein Käfig ist im inneren ja bekanntlich feldfrei. D.h. man kann beliebig Ladungen einleiten, oder?
Wenn ich jetzt einen neutralen Käfig habe, und 1 Elektron auftrage, welche Spannung herscht dann am Käfig??
Beim Kondensator könnte man das einfach über Q = C*U berechnen, aber wie bestimmt man denn die Kapazität eines Faraday-Käfigs??

Beim Bandgenerator wird das ja sogar ähnlich gemacht: Elektronen werden mittels Band und Sprühentladung auf die Innenseite eines Faraday-Käfigs gebracht, und diese sammeln sich bis eine maximale Spannung erreicht wird und es zum Überschlag kommt. Nun gibt es aber auch fremderregte Konstruktionen, bei denen die Elektronen auf dem Band nicht durch Reibung, sondern mittels HV-Quelle erzeugt werden so werden dann aus zB. 20kV der Quelle 100kV am Faraday-Käfig.
Jetzt noch eine Frage: Warum kann man nicht gleich die 20kV an die Innenseite des Käfigs halten und warten bis daraus 100kV an der Außenseite werden??

Ich wäre für Anregungen jeder Art dankbar.

» Hallo,
» Ich hoffe nicht jeder ist heute draußen und genießt das Wetter...
» (natürlich kann man es keinem verübeln.. )
» Weil ich nämlich mal eine Frage zum Faraday-Käfig habe...
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» So ein Käfig ist im inneren ja bekanntlich feldfrei. D.h. man kann beliebig
» Ladungen einleiten, oder?

Du meinst von außen Ladungen auf den Käfig aufbringen? Würde sich im Inneren des Käfigs Ladung befinden, wäre dieser nicht mehr feldfrei!

» Wenn ich jetzt einen neutralen Käfig habe, und 1 Elektron auftrage, welche
» Spannung herscht dann am Käfig??
» Beim Kondensator könnte man das einfach über Q = C*U berechnen, aber wie
» bestimmt man denn die Kapazität eines Faraday-Käfigs??
»

Q = C*U ist zwar allgemein gültig, also im Prinzip richtig, aber die Kapazität eines solchen Käfigs gegenüber Erde zu bestimmen ist wohl nicht so leicht.
Allerdings ist ein Faraday'scher Käfig hoffentlich geerdet und bleibt damit immer auf Erdpotential, egal wie viele Elektronen Du drauf schießt

» Beim Bandgenerator wird das ja sogar ähnlich gemacht: Elektronen werden
» mittels Band und Sprühentladung auf die Innenseite eines Faraday-Käfigs
» gebracht, und diese sammeln sich bis eine maximale Spannung erreicht wird
» und es zum Überschlag kommt. Nun gibt es aber auch fremderregte
» Konstruktionen, bei denen die Elektronen auf dem Band nicht durch Reibung,
» sondern mittels HV-Quelle erzeugt werden so werden dann aus zB. 20kV der
» Quelle 100kV am Faraday-Käfig.
» Jetzt noch eine Frage: Warum kann man nicht gleich die 20kV an die
» Innenseite des Käfigs halten und warten bis daraus 100kV an der Außenseite
» werden??

Also das beim Bandgenerator als Faraday Käfig zu bezeichnen halte ich nicht für richtig. Es handelt sich viel mehr um eine Elektrode, die rund geformt ist (auch innen wo man es zunächst nicht sieht) weil es an Ecken und Kanten zu Feldüberhöhungen kommt, und somit früher zum Überschlag.

Würdest Du 20kV direkt auf die Elektrode schalten, hätte diese eben ein Potential von 20kV. Die Idee beim Bandgenerator ist ja, die Elektronen so auf die Elektrode zu bringen, dass sie keinen Rückweg mehr haben, also auf der Elektrode bleiben. Also elektrostatische Aufladung. (hier greift wieder Q = C * U, wobei C wieder schwer zu bestimmen ist )

lg

Wenn Du Strom reinsteckst, wächst dis Spannung
tat sächlich. Das tut das Band.
Aber hier ist eine Seite, wo man lesen kann,
wie hoch die Kapazität einer Kugel ist und
das ein VDG sogar gefährlich sein kann.

http://www.coe.ufrj.br/~acmq/myvdg.html

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

Danke für den Link.
Aber wozu das Band. Warum kann ich nicht einfach die Innenseite mit Elektronen beschießen, sprich den Strom auf diese Weise reinstecken und ende mit dem selben Ergebnis!?

Was die Gefahren angeht kann man wohl froh sein nicht in einer idealen Welt zu leben, sonst würden die Kinder in der Schule schon etwas mehr leiden.. Die dortigen Bandgeneratoren können schon eine Nummer größer sein...

» Aber wozu das Band. Warum kann ich nicht einfach die Innenseite mit
» Elektronen beschießen, sprich den Strom auf diese Weise reinstecken und
» ende mit dem selben Ergebnis!?

Wie willst du die Innenseite der (feldfreien) Kugel mit Elektronen "beschießen"? Dort eine einfache Spannungsquelle anzubringen, zieht die Kugel genau auf diese Spannung. Mehr nicht.

hws

» Danke für den Link.
» Aber wozu das Band. Warum kann ich nicht einfach die Innenseite mit
» Elektronen beschießen, sprich den Strom auf diese Weise reinstecken und
» ende mit dem selben Ergebnis!?
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» Was die Gefahren angeht kann man wohl froh sein nicht in einer idealen Welt
» zu leben, sonst würden die Kinder in der Schule schon etwas mehr leiden..
» Die dortigen Bandgeneratoren können schon eine Nummer größer sein...

Ja, aber der Elektronenstrahl muß gegen die Potentialdifferenz laufen.
Daher immer stärker beschleunigt werden.

Und die Kinder stellen sich meistens auf einen Isolator
und werden dann langsam aufgeladen.

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Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *