Plattenkondensator < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hallo,
sagen wir mal wir haben einen Plattenkondensator mit der gespeicherten Energie W=0,5*C*U².
Wenn wir jetzt die Spannungsquelle abtrennen und Öl mit [mm] \varepsilon [/mm] r = 2,0 einfüllen, dann - so sagt mein Lehrer - halbiert sich die gespeicherte Energie W. Ist ja auch logisch: C verdoppelt sich und U muss sich vierteln...
Aber meine Frage: Wo bleibt die Energie??
Hoffe auf Hilfe!
Lg
Informacao
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:11 Do 15.11.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
ähnliches passiert, wenn du die Platten auseinanderziehst, bzw zusammenschiebst, du merkst nicht, dass du Arbeit leistest, bzw. gewinnst.
Wenn du den Kond. nur unten in das Öl eintaucht, zieht er Öl nach oben, also leistet Arbeit, setzt einen Teil der el. Energie in Lageenergie des Öls um.
Umgekehrt, wenn er erst mit Öl gefüllt ist läuft es nicht einfach raus, sondern du musst Arbeit aufwenden, um es rauszukriegen, die bleibt dann als el Energie erhalten.
Gut immer wieder nach dem Energiesatz zu suchen. meist ist irgendwo "versteckte" Arbeit.
Gruss leduart
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Hi,
danke für die schnelle Antwort...Aber mhm... kannst du das noch anders sagen? Habe das nicht genau verstanden!
lg
Informacao
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:26 Do 15.11.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo informaco
zitier mich doch, und sag was du nicht verstanden hast.
Essenz ist: das Öl im Kondensator hat mehr Lageenergie als das Ausserhalb hatte.
Gruss leduart
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Nein, also da gibt es nichts Konkretes... ich habe die Aussage an sich nicht verstanden..a.lso die Begrüdnung... mhm mal sehen...
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Hallo!
Vielleicht sagen wir es mal so: das elektrische Feld zieht das Öl an. Nicht in dem Sinne, daß das Öl entlang der Feldlinien angezogen wird, sondern dahin, wo das Feld stärker ist.
Das Öl wird in den Kondensator gezogen, und das kostet Energie, die dem Kondensator verloren geht.
Diese Kraft auf das Öl ist relativ gering, daher wirst du den Effekt im Experiment nur schwer erkennen können, sie hat aber schon einen gewaltigen Einfluß auf die elektrischen Eigenschaften des Kondensators.
Übrigens, diesen Effekt gibts auch bei Magnetfeldern! Während El. Felder aber immer anziehend wirken, können mag. Felder auch abstoßend wirken! Tatsächlich kann man leiche Graphitplättchen auf stärkeren Magnetfeldern schweben lassen, da Graphit Magnetfelder abstößt.
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Mh?? Aber ist das denn nun die Erklärung dafür, wo die gespeicherte Energie hingeht?? Verstehe nicht so recht....
:(
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Hallo!
Dann gehen wir mal etwas mehr ins Detail. Das el. Feld sorgt in jedem Atom des Öls dafür, daß die Elektronen vom Plus-Pol angezogen werden, während die Atomkerne vom Minus-Pol angezogen werden. Das führt dazu, daß die positiven und negativen Teile des Atoms gegeneinander verschoben werden. Das Atom wird an der einen Seite etwas positiv geladen, an der anderen etwas negativ.
Dieses auseinanderziehen der Ladungen erfordert Kraft und damit auch Energie, die dem Kondensatorfeld entzogenwird.
Ich habe jetzt von Atomen geredet, aber natürlich ist der Effekt noch von anderen Sachen abhängig, so können die Elektronen sich in manchen Molekülen weitaus freier bewegen als in einzelnen Atomen. Ist das Molekül selbst ein Dipol, verstärkt das den Effekt gleich ganz gehörig (Da geht die Energie dann in das Ausrichten der Dipole). So ist für Wasser [mm] \varepsilon_r=81 [/mm] , das findest du nicht so schnell bei anderen Stoffen.
Daß das Öl in den Kondensator reingezogen wird, ist mehr oder weniger eine Auswirkung des ganzen als der Grund dafür.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 20:15 Do 15.11.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo Event Horizont.
Nur zum Spass die Überschlagsrechnung:
So klein ist der Effekt nicht.
Überschlagsrechnung: [mm] A=1m^2 [/mm] d=1mm C [mm] \approx 10^{-7}F [/mm] U=1kV W=0,05J
0,025J=m*g*h [mm] =\rho*1m*10^{-3}m*h*g*h
[/mm]
daraus bei [mm] \rho [/mm] ca [mm] 1g/cm^3=1000kg/m^3 g=10m/s^2
[/mm]
[mm] h^2=0,0025m^2 [/mm] h=0,05m=5cm das für den Schwerpunkt, also muss das Zeug 10cm über der Öloberfläche stehen, find ich nicht so wenig, d.h. der Effekt ist messbar.
Gruss leduart
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Hallo!
Ich habs mal ausgerechnet, und tatsächlich kommt da bei mir 4,6cm raus. Allerdings, irgendwie paßt mir das nicht, denn wie ich ja hinterhergeschoben habe, was ist mit der Polarisierung des Öls? Das frißt ja auch ordentlich Energie, ich weiß nur grade nicht, wie ich das knacken kann.
Was ich eigentlich meinte war nicht, daß der Effekt nicht zu beobachten ist, sondern daß er doch recht klein ist. Du mußt zugeben, dein Kondensator ist ein ziemliches Monster mit 1m². Die Spannung kann man noch gehörig hochtreiben (verläuft dann etwa wie [mm] h\approx\wurzel{U}), [/mm] und es hängt auch von der breite der Platten ab.
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