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Aufgabenstellung:

Gegeben ist ein Plattenkondensator mit der Plattenfläche , der durch kurzzeitiges Verbinden mit einer Spannungsquelle auf die Spannung aufgeladen wird, siehe Skizze.

Abbildung

Abbildung

  1. Bestimmen Sie die elektrische Feldstärke im Inneren des Plattenkondensators.
  2. Bestimmen Sie die Kapazität des Kondensators. Nach dem Trennen von der Spannungsquelle wird der Bereich je zur Hälfte mit zwei Dielektrika aufgefüllt, die die Permittivität bzw. besitzen. Bei wird eine Metallfolie mit vernachlässigbarer Dicke angebracht.
  3. Bestimmen Sie die Kapazität des geänderten Kondensators.
  4. Welche Spannung stellt sich zwischen den Kondensatorplatten ein?

Lösungsweg:

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a) Feldstärke

E = konst entlang des Integrationswegs

b) Kapazität des Kondensators

c) Die Anordnung kann als Ersatzschaltung aus drei Kondensatoren dargestellt werden:

d) Spannung zwischen den Kondensatorplatten

Lösung:

  1. siehe oben