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Aufgabenstellung:

Ein Plattenkondensator mit Luft als Dielektrikum und dem Plattenabstand liegt an einer Spannungsquelle mit .

Abbildung

a) Wie groß darf die Stärke einer zwischen die Platten geschobenen Isolierstoffplatte mit der Permittivitätszahl höchstens sein, damit die elektrische Feldstärke mit verbleibenden Luftraum nicht größer als wird?

Lösungsweg:

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a) Stärke der Platte

Durch das Einbringen der Isolierstoffplatte entsteht die Anordnung nach Bild. In den beiden vorhandenen Schichten (Isolierstoffplatte und Luftschicht) herrscht die gleiche elektrische Flussdichte .

Daher gilt

wobei und die vorhandenen elektrischen Feldstärken sind.

Aus dieser Gleichung folgt

Außerdem gilt in der Abbildung 

wobei die vorhandene Kondensatorspannung ist.

Setzen wir hierin die Beziehung ein und lösen dann die Gleichung nach auf, so erhalten wir die gesuchte Stärke der Isolierstoffplatte als

Lösung: