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Hallo liebe Forumfreunde,leider komme ich bei folgenden Aufgaben nicht weiter,deshalb bitte ich euch um eure Hilfe.
Aufgaben:
1) Zeigen Sie,dass im radialsymmetrischen Feld die Energiedichte mit der
4.Potenz des Abstandes abnimmt.
2) Welche Energiedichte kann ein elektrisches Feld in feuchter Luft
höchstens haben, wenn es bei einer Feldstärke E= 2 MV/m zum
Funkenüberschlag kommt? Berechnen Sie die Spannung, die man unter
dieser Voraussetzung an einen luftgefüllten Plattenkondensator mit
einem Plattenabstand von d=4 mm höchstens legen kann.
Leider fehlt mir jeglicher Ansatz,um an diese Aufgaben ranzugehen.Der
einzige Ansatz,den ich habe ist die Formel für die Energiedichte im
radialsymmetrischen Feld: [mm] Q_{el}= \bruch{\Delta W}{\Delta V}
[/mm]
Würd mich über jede Hilfe freuen.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Hasan
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:07 Do 18.06.2009 | | Autor: | Franz1 |
Hinweis: Wie hängen Energiedichte und Feldstärke zusammen?
Wie sieht es mit der Feldstärke - abhängig von der Entfernung zum Zentrum - im zentralsymmetrischen Fall aus?
mfG F
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Erstmal vielen Dank für die schnelle Hilfe.
Nur leider verstehen ich deinen Tipp nicht ganz
> Hinweis: Wie hängen Energiedichte und Feldstärke zusammen?
> Wie sieht es mit der Feldstärke - abhängig von der
> Entfernung zum Zentrum - im zentralsymmetrischen Fall aus?
zentralsymmetrischer Fall?davon habe ich noch nie was gehört,deswegen verstehe ich diese Hinweis nicht,aber trotzdem vielen Dank.
Daher ist meine Frage noch offen.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Hasan
>
> mfG F
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Hallo!
Doch, hast du garantiert. Er meint das E-Feld einer Punktladung. Die Formel ist ziemlich bekannt, und wenn du die hast, ist das mit der Energiedichte ein Witz.
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Hallo und danke für die Hilfe.
1.Aufgabe) meint ihr die Formel E=F/Q?
dann verstehe ich aber nicht wieso die Energiedichte mit der
4.Potenz des Abstandes abnimmt.
Vielen Dank im VOraus.
MfG
Hasan
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:31 Do 18.06.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
1.ihr muesst die Energie , bzw die Energiedichte im el. Feld gemacht haben, sonst gaebe es die Aufgabe nicht.
In der Schule wird meist der Energieinhalt eines Plattenkondensators berechnet, der wird in E ausgedrueckt und durch das Volumen zwischen den Kondensatorplatten geteilt.
2. kennst du die kraft die in der Umgebung einer "Punktladung auf eine Probeladung wirkt = Coulombkraft und damit die el. Feldstaerke im Abstand r.
Die beiden Formeln muss du nun kombinieren und hast die Energiedichte im Feld einer Punktladung in Abhaengigkeit von r.
Gruss leduart
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Hallo und danke für eure Hinweise.
die 1.Aufgabe habe ich hinbekommen.
noch mal zu Erinnerung die 2.Aufgabe:
2.) Welche Energiedichte kann ein elektrisches Feld in feuchter Luft
höchstens haben, wenn es bei einer Feldstärke E= 2 MV/m zum
Funkenüberschlag kommt? Berechnen Sie die Spannung, die man unter
dieser Voraussetzung an einen luftgefüllten Plattenkondensator mit
einem Plattenabstand von d=4 mm höchstens legen kann.
für diese Aufageb wäre mein Ansatz folgendermaßen:
Formel:
Energiedichte: [mm] W_{Q_{el}}=0,5*\varepsilon_{0}*\varepsilon_{r}*E^2
[/mm]
Spannung beim Plattenkondensator: [mm] E=\bruch{U}{d}\gdw [/mm] E*d=U
das waren die Formel.
Meine Frage ist nun,muss ich hier die Werte einfach einsetzen oder muss man hier bei auch die Permitivitätszahlen beachten,weil der Plattenkondensator luftgefüllt ist?wobei ja auch die entscheidende Frage wäre,was mit dem Funkenüberschlag gemeint ist?das wären so meine Verständnisfragen bis jetzt.
Würd mich über eure Hilfe freuen.
Vielen DAnk im Voraus.
MfG
Hasan
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Hallo!
Kennst du nicht das E-Feld einer Punktladung [mm] E=\frac{1}{4\pi \varepsilon_0}\frac{q}{r^2} [/mm] ? Was du zuletzt geschrieben hast, gilt für den Plattenkondensator, aber du hast ja nun ne Punktladung.
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Hallo und danke für die angebotene Hilfe.
Nur verstehe ich leider nicht wieso es sich um eine Punktladung handelt, denn in der Aufgabe ist doch vom Plattenkondensator die Rede?
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Hasan
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:12 Fr 19.06.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
1. Luft kanst du [mm] \epsilon_r=1 [/mm] setzen.
2. Energiedichte ist unabh. davon wodurch sie erzeugt ist. also rechen die Energiedichte zu der gegebenen Feldstaerke aus.
Fuer den Kondensator musst du wirklich wie geschrieben rechnen.
PS. Warum hast du anfangs nach Energiedichte gefragt, wenn du die Formel kennst? Wenn man dir nur sagt, dass du die Formeln kennst kannst dus ploetzlich. es waer besser , wenn du die Ergebnisse deines Unterrichts vor dem fragen ansehen wuerdest.
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 13:12 Sa 20.06.2009 | | Autor: | plutino99 |
> Hallo
> 1. Luft kanst du [mm]\epsilon_r=1[/mm] setzen.
> 2. Energiedichte ist unabh. davon wodurch sie erzeugt ist.
> also rechen die Energiedichte zu der gegebenen Feldstaerke
> aus.
> Fuer den Kondensator musst du wirklich wie geschrieben
> rechnen.
>
> PS. Warum hast du anfangs nach Energiedichte gefragt, wenn
> du die Formel kennst?
ich hatte meine physikmappe einem freund ausgeliehen,und da wir die Formel der energiedichte neu hatten,fiel mir die Formel gar nicht ein,deshalb.
MfG
Hasan
Wenn man dir nur sagt, dass du die
> Formeln kennst kannst dus ploetzlich. es waer besser , wenn
> du die Ergebnisse deines Unterrichts vor dem fragen ansehen
> wuerdest.
> Gruss leduart
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Hallo und danke für die Hilfe.
Nun habe ich bei der Aufgabe 2 folgendes raus:
[mm] geg.:E=2MV/m=2*10^{6}\bruch{V}{m}
[/mm]
d=4mm=0,004m
ges.: Energiedichte=?
maximale Spannung=?
Formel:Energiedichte: [mm] W_{Q_{el}}=0,5*\varepsilon_{0}*\varepsilon_{r}*E^2 [/mm]
Spannung beim Plattenkondensator: [mm] E=\bruch{U}{d}\gdw [/mm] E*d=U
[mm] einsetzen:W_{Q_{el}}=0,5*1*8,85^{-12}C/Vm*(2*10^{6})^2V/m=17,7 C/m^2
[/mm]
[mm] E=\bruch{U}{d}\gdw [/mm] E*d=U
2*10^6V/m*0,004m=8000V
Die Energiedichte beträgt also 17,7 [mm] C/m^2 [/mm] und die Spannung die höchstens erzeugt werden kann beträgt 8000V.
Ich hoffe es ist richtig,falls es falsch ist bitte ich um Korrektur.
Vielen Dank im Voraus.
MfG
Hasan
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:44 Sa 20.06.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
Rechnungen im Prinzip richtig. Einheit der Energiedichte falsch. Ne Energiedichte muss doch [mm] J/m^3 [/mm] sein? oder [mm] V*C/m^3
[/mm]
(Einheiten mit quadrieren!)
Und meine Frage, wie du mit deinen Helfern umgehst, hast du nicht bantwortet!
Gruss leduart
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 13:13 Sa 20.06.2009 | | Autor: | plutino99 |
Hallo
Danke nochmal für die angebotene Hilfen und auch für den letzten Hinweis.
MfG
Hasan
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