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Aufgabenstellung:

Ein Plattenkondensator mit dem Plattenabstand und Luft als Dielektrikum ist nach Bild a auf die Spannung aufgeladen.

Abbildung

a) Welche Spannung liegt am Kondensator, wenn der Plattenabstand nach Bild b auf vergrößert wird?

b) Anschließend wird nach Bild c bei unverändertem Plattenabstand eine Isolierstoffplatte mit der Permittivitätszahl eingebracht, die den gesamten Raum zwischen den Platten ausfüllt.
Welche Spannung liegt jetzt am Kondensator?

Lösungsweg:

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a) Spannung

Beim Verändem des Plattenabstandes bleibt die im Kondensator gespeicherte Ladung erhalten.

Somit bleibt auch die zwischen den Platten herrschende elektrische Flussdichte erhalten.

Wegen sind daher die im Plattenraum herrschenden elektrischen Feldstärken und in Bild a und in Bild b gleich groß .

Mit beträgt die gesuchte Spannung somit

b) Spannung

Beim Einfügen der Isolierstoffplatte nach Bild c bleiben und ebenfalls unverändert.

Daher finden wir aus

die in der Isolierstof fplatte herrschende elektrische Feldstärke als

Mit finden wir für die gesuchte Spannung

Lösung:

a)

b)