Energie, Plattenkondensator < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 19:18 Fr 18.06.2010 | | Autor: | Marcel08 |
| Aufgabe | | Ein idealer, luftleerer Plattenkondensator (Permittivität [mm] \epsilon_{0}) [/mm] wird an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen und aufgeladen. Anschließend wird er von der Spannungsquelle getrennt. Welche Aussagen lassen sich mit Hilfe einer Energiebetrachtung treffen, wenn ein dielektrischer Materialblock mit der Permittivität [mm] \epsilon>\epsilon_{0} [/mm] in den Kondensator eingebracht wird? |
Hallo!
Woher weiss man genau, dass der Block, unabhängig von der Polarität der Ladungen auf den Platten, in den Kondensator hineingezogen wird?
Man hat ja
(1) [mm] W=\bruch{1}{2}CU^{2}
[/mm]
(2) [mm] C=\bruch{\epsilon*A}{d} [/mm] und
(3) Q=CU.
Durch den Block erhöht sich aufgrund der höheren Permittivität die Kapazität des Kondensators (Gleichung (2).
Da jedoch aufgrund der Ladungserhaltung die Ladung konstant bleiben muss, folgt aus Gleichung (3), dass die Spannung antiproportional zu C sinken muss.
Nach Gleichung (1) wird die Energie jedoch sinken, da durch das Quadrat der Spannung, die Spannung schneller absinkt, als die Kapazität steigt.
Warum genau wird nun der Block hineingezogen?
Streben die Ladungen danach, sich auszugleichen? Durch die sinkende Spannung kämen sie diesem Ziel ja zumindest ein Stückchen näher.
Gruß, Marcel
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:24 Fr 18.06.2010 | | Autor: | GvC |
Du hast doch selbst herausgefunden, dass der Energieinhalt des Kondensators sinkt. Irgendwo muss nach Energieerhaltungssatz die Energie hin. Sie wird in kinetische Energie des Blockes bzw. in Reibungsenergie (wenn man den Block langsam zwischen seinen Fingern in den Kondenstaor gleiten lässt) umgewandelt.
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