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Aufgabenstellung:

In einem Plattenkondensator mit horizontal geschichtetem Dielektrikum nach der Abbildung befinden sich zwei Isolierstoffplatten. Die linke Platte ist dick, ihre Permittivitätszahl ist Die rechte Platte ist dick, ihre Permittivitätszahl ist Die Fläche einer Platte beträgt Im Kondensator ist die Ladung A s gespeichert.

Abbildung

  1. Wie groß sind die elektrischen Flussdichten und in den Isolierstoffplatten?
  2. Wie groß sind die zugehörigen elektrischen Feldstärken und ?
  3. Mit welchen Teilspannungen und werden die Isolierstoffplatten beansprucht?
  4. Welche Spannung liegt am Kondensator?
  5. Wie groß ist die Kapazität des Kondensators?

Lösungsweg:

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a) Flussdichte

An einer Grenzfläche zwischen zwei verschiedenen Materialien, die quer zu den Feldlinien liegt, wobei sich die Materialien in einem elektrischen Feld befinden, beginnen und enden Feldlinien.

Die elektrische Feldstärke kann sich an der Grenzfläche sprunghaft ändern. Die elektrische Flussdichte bleibt über die Grenzfläche hinweg konstant.

b) Feldstärke

c) Teilspannungen

d) Spannung 

e) Kapazität

Lösung: