Ca ≅ F - FU Berlin

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Experimentalphysik 2, SS 2010
Experimente vom 28.04.2010
E14 Kraft auf geladene Kugel im Plattenkondensator:
Plattenkondensator
geladene
Kugel
+Q
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-Q
d
+q -
+Q
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Gleichgewicht zwischen
abwärtstreibender Kraft
und Coulomb-Kraft:
-Q
α FCa Fa
+q d
-
FC
+Q
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-Q
+q
d
Verschieben der Kondensatorplatten
-
Fa = FCa ≅ FC = q E
Verschieben der KondensatorKondensator
platten relativ zur Kugel:
Auslenkung der Kugel
bleibt gleich groß
Kraft = konstant
elektr. Feld = konstant
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Experimentalphysik 2, SS 2010
Experimente vom 28.04.2010
E19 Parallelschaltung von Plattenkondensatoren:
+Q/2
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Q/2
+Q
Hochspannung
+
+
+
+
+
+
+
+
+
HV
1
-Q/2
-
-Q/2
-Q
-
Kapazität
C
Ladung ±Q auf beiden Platten
Spannung U = Q/C
Kurzschließen der beiden Kondensatoren:
Ladung Q verteilt sich gleichmäßig auf beide Platten
bei gleicher Kapazität C wird die
Ladung halbiert: ±Q‘ = ±Q/2
Spannung wird auch halbiert:
U‘ = Q‘/C = U/2
2
0
Laden eines Kondensators:
3
Volt
Erdung
Gesamtkapazität:
C‘ = Q/U‘ = 2Q/U = 2C
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Experimente vom 28.04.2010
E19 Reihenschaltung von Plattenkondensatoren:
Laden eines Kondensators:
1
2
0
+Q
3
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Volt
+Q
+
+
+
+
+
+
+
+
+
HV
1
-
Ladung +Q auf der Außenplatte
Kapazität
C
1
-Q
-
2
0
3
Volt
Ladung ±Q auf den Innenplatten
durch Influenz
Ladung
L
d
-Q
Q auff der
d geerdeten
d t
Platte durch Influenz
Spannung U = Q/C an
jedem Kondensator
Gesamtspannung über beide
Kondensatoren: U‘ = 2U
2
0
-Q
3
Volt
Gesamtkapazität:
C‘ = Q/U‘ = Q/2U = C/2
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Experimente vom 28.04.2010
E20 Energiegehalt eines geladenen Plattenkondensators:
Kurzschluss eines geladenen Kondensators:
Ladung ±Q erzeugt ein
elektrisches Feld
im elektrischen Feld ist
Energie gespeichert
+Q
+
+
+
+
+
+
+
+
+
HV
1
2
0
3
Volt
-Q
-
beim Kurzschluss wird die
gespeicherte
i h t Energie
E
i auff
einen Schlag freigesetzt
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Experimente vom 28.04.2010
F02 Metallplatte im Plattenkondensator:
+Q
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1
-Q
-
iisolierte
li t
Metallplatte
einfügen
2
0
3
Volt
Metallplatte einfügen bei
konstanter Ladung Q:
Spannung
p
g wird erniedrigt
g
Kapazität wird erhöht
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