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PhysikChristian

27.01.2010,
17:38
 

Kondensator-Schulaufgabe (Elektronik)

Hallo,
ich schreibe demnächst in Physik Abitur und habe momentan ein Problem mit einer Kondensatoraufgabe. Da es hier im Forum um Elektronik geht hoffe ich mal das ich kompetente Hilfe bekomme. Dann mal zur Aufgabe:
In der Aufgabe geht es um zwei Kondensatoren die Parallel geschaltet sind. Kondensator1 hat eine Plattenfläche von 0,04m² und einen Plattenabstand von 2mm. Der zweite Kondensator hat ein Fläche von 0,09m² und einen Abstand von 2,5mm. Geladen werden die beiden mit einer Spannung von 380V. Nach dem Ladevorgang wird die Spannungsquelle abgetrennt.
In Teilaufgabe a) soll man nun die Ladungen Q1 und Q2 berechenen. Kein Problem:
Q1= 6,726 * 10^-8 C
Q2= 1,21 * 10^-7 C
Bei b) soll man nun berechnen wie sich die Ladungsverteilung ändert wenn der Plattenabstand beim zweiten Kondensator auf 4mm erhöht wird. Bei den Kontrollergebnissen steht als neue Kapazität für den zweiten Kondensator 1,99 * 10^-10 F. Das bekomme ich auch raus. Bei den Ladungen steht nun allerdings:
Q1'= 8,86 * 10^-8 C
Q2'= 9,96 * 10^-8 C
Ich komme einfach nicht auf diese Ergebnisse. Ich hoffe ihr könnt mir helfen.

elektrönchen

27.01.2010,
21:31

@ PhysikChristian

Kondensator-Schulaufgabe

Hallo,
ich habe jetzt nicht nachgerechnet, ob die vorgegebene Lösung denn auch stimmt, aber mal davon ausgehend:
wie sieht denn dein Lösungsansatz/ Rechenweg aus? Oder wie unterscheiden sich denn deine Ergebnisse von den gegebenen?

Gruß elektrönchen

PhysikChristian

27.01.2010,
22:31

@ elektrönchen

Kondensator-Schulaufgabe

Der einfachste Ansatz wäre nun natürlich die neue Kapazität in die Formel Q = C * U einzusetzen, aber das wäre ja zu einfach zumal was falsches bei rauskommt. Ich denke mal das hat was mit den Eigenschaften von zwei Parallel geschalteten Kondensatoren zu tun. Also:
Cgesamt = C1 + C2 + ...
Qgesamt = Q1 + Q2 + ...
Wenn es nach den Kontrollergebnissen geht bleibt Qges trotz des auseinanderziehens konstant. Es ändert sich also nur die Ladungsverteilung. Von hier an brauch ich nun Hilfe.

PhysikChristian

27.01.2010,
22:49

@ PhysikChristian

Kondensator-Schulaufgabe

Ich glaub mir ist der Groschen grad gefallen. Wäre aber sehr dankbar wenn npchmal jemand meine Lösung überprüfen könnte, nicht dass das Ergebnis nur zufällig richtig ist.
Meine Rechnung:
Mit dem alten Wert von C1 und dem neuen Wert von C2 habe ich jetzt erstmal Cgesamt berechnet. Dann habe ich berechnet das C2 ca. 52,925% von Cgesamt sind. Da Q hier nur von C abhängt (wegen Q = C * U) habe ich dann 52,925% von Qgesamt berechnet und das waren dann die 9,96 * 10^-8 C aus der Lösung. Das neue Q1 bekommen wir nun indem wir Qgesamt - Q2 rechnen.
Stimmt das alles so?

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28.01.2010,
09:31

@ PhysikChristian

Kondensator-Schulaufgabe

» Ich glaub mir ist der Groschen grad gefallen. Wäre aber sehr dankbar wenn
» npchmal jemand meine Lösung überprüfen könnte, nicht dass das Ergebnis nur
» zufällig richtig ist.
» Meine Rechnung:
» Mit dem alten Wert von C1 und dem neuen Wert von C2 habe ich jetzt erstmal
» Cgesamt berechnet. Dann habe ich berechnet das C2 ca. 52,925% von Cgesamt
» sind. Da Q hier nur von C abhängt (wegen Q = C * U) habe ich dann 52,925%
» von Qgesamt berechnet und das waren dann die 9,96 * 10^-8 C aus der
» Lösung. Das neue Q1 bekommen wir nun indem wir Qgesamt - Q2 rechnen.
» Stimmt das alles so?

Hallo Christian,
man könnte auch die neue Gesamtkapazität berechnen und da die Gesamtladung ja gleich bleibt (die Elektronen können ja nicht weg) daraus die neue Spannung berechnen.

Aus Q=C*U kann man dann die einzelnen Ladungen berechnen.