hallo!
Zwei baugleiche Plattenkondensatoren A und B werden geladen und parallel geschaltet. In den Kondensator A wird nun ein Dielektrikum eingeführt.
Meinen Überlegungen nach polarisiert sich nun das Dielektrikum, wodurch die Spannung in A sinkt. Da die Spannung in A nun kleiner als in B ist, fließt von B nach A ein elektrischer Strom. Wird das Dielektrikum entfernt, fließt der gleiche Strom wieder zurück.
Treffen meine Überlegungen zu und kommt es zu einem solchen Stromfluss?
Gruß
Paul
Zwei baugleiche Plattenkondensatoren A und B werden geladen und parallel geschaltet. In den Kondensator A wird nun ein Dielektrikum eingeführt.
Meinen Überlegungen nach polarisiert sich nun das Dielektrikum, wodurch die Spannung in A sinkt. Da die Spannung in A nun kleiner als in B ist, fließt von B nach A ein elektrischer Strom. Wird das Dielektrikum entfernt, fließt der gleiche Strom wieder zurück.
Treffen meine Überlegungen zu und kommt es zu einem solchen Stromfluss?
Ja. Durch das Einführen des Dielektrikums steigt die Kapazität C des Kondensators. Die Gesamtladung Q der beiden Kondensatoren bleibt gleich.
Statt den „zwei baugleichen Plattenkondensatoren“ könnte man auch einen mit doppelter Fläche nehmen und das Dielektrikum nur zur Hälfte einführen.
Kleine „Unsauberkeit“ beim Text: es fließt nicht „der gleiche Strom“, sondern die gleiche Ladungsmenge zurück. Das hast du aber sicherlich gemeint.
Bernhard
Kleine „Unsauberkeit“ beim Text: es fließt nicht „der gleiche
Strom“, sondern die gleiche Ladungsmenge zurück. Das hast du
aber sicherlich gemeint.
Als ich Strom geschrieben habe, habe ich inne gehalten und nachgedacht, ob ich es in Ladungsmenge verbessern soll. Ich habe mich aber dagegen entschieden, da tatsächlich auch der gleiche Strom fließt. Der Betrag des Stroms ist natürlich nicht konstant, sondern zeitlich abhängig. Wenn das Dielektrikum aber genauso rausgezogen wird, wie es reingeschoben wurde, dann fließt der Strom auch im gleichen zeitlichen Verlauf. Dies kann man meiner Meinung nach als gleichen Strom bezeichnen.
Gruß
Paul
hallo!
Zwei baugleiche Plattenkondensatoren A und B werden geladen
und parallel geschaltet. In den Kondensator A wird nun ein
Dielektrikum eingeführt.Meinen Überlegungen nach polarisiert sich nun das
Dielektrikum, wodurch die Spannung in A sinkt. Da die Spannung
in A nun kleiner als in B ist, fließt von B nach A ein
elektrischer Strom. Wird das Dielektrikum entfernt, fließt der
gleiche Strom wieder zurück.Treffen meine Überlegungen zu und kommt es zu einem solchen
Stromfluss?
Die Spannungen sowohl über A als auch über B sinken gleichzeitig mit der Einführung des Dielektrikums in A und dessen dortiger (augenblicklicher) Polarisation. Auf den Platten von A und B stellen sich bei dem Vorgang durch den Einfluss des polarisierten Dielektrikums unterschiedliche Flächenladungsdichten auf den Äquipotentialflächen ein. Das ist der Grund für den Stromfluss. Der natürlich von der Einführungsgeschwindigkeit abhängt.
Hallo,
habe mich aber dagegen entschieden, da tatsächlich auch der
gleiche Strom fließt.
nicht zwigend.
Strom = Anzahl Ladungsträger pro Zeiteinheit.
Alleine schon einen exakt konstanten Strom durch das manuelle Einschieben des Dielktrikums zu generieren ist kaum möglich.
Der Betrag des Stroms ist natürlich
nicht konstant, sondern zeitlich abhängig. Wenn das
Dielektrikum aber genauso rausgezogen wird, wie es
reingeschoben wurde, dann fließt der Strom auch im gleichen
zeitlichen Verlauf.
Ja, aber diese Einschränkung ist grundsätzlich ziemlich überflüssig und führt nur zu Komplikationen.
Gruß Uwi
Experiment
Ich hab versucht, das experimentell nachzuvollziehen. Ich habe in zwei Holzblöcke Schlitze gesägt und in diese Schlitze je ein Blech gesteckt. Das Blech ist einige mm dick und ist quadratisch mit einer Kantenlänge von 20 cm. Was für Blech das ist, weiß ich nicht. Es ist jedenfalls elektrisch leitend.
Ich habe ein regelbares Netzteil an die Platten angeschlossen und ein Multimeter an die Platten geklemmt. Die Platten habe ich mit 15 V geladen. Nachdem ich das Netzteil abgeschaltet habe, sinkt die Spannungsanzeige auf dem Multimeter jedoch innerhalb von Sekunden auf 0. Geht die Spannung durch die Luftfeuchtigkeit verloren?
Ich habe die Platten dann in Frischhaltefolie eingewickelt, es passiert jedoch das gleiche. Brauche ich höhere Spannung?
Wie kann ich sowas
http://www.youtube.com/watch?v=EaN1QY_RWvI
durchführen?
Gruß
Paul
Hallo Paul,
Möglichkeiten des Scheiterns gibt es genug bei dieser Art von Experimenten / Messungen.
Wie Du schon schreibst, ist ( Luft- ) Feuchtigkeit nicht gut, weil Sie Selbstentladung / Kriechströme fördert. Trockenheit und Sauberkeit sind wichtig.
Deswegen kannst Du Holz als Isolator vergessen. Glas, Keramik und manche Kunststoffe sind verwendbar.
Leider schreibst Du nicht, wie groß der Abstand Deiner Platten ist. Bei 15 Volt müsstest Du sie schon sehr nah zusammenbringen.
Man nimmt auch eher 15.000 Volt und den Abstand so groß, dass gerade noch kein Überschlag entsteht.
Was für ein Meßgerät verwendest Du? Auch ein „hochohmiges“ Voltmeter ist ungeeignet, weil die winzigen Ladungen schnell durch ein paar hundert kOhm geflossen sind.
Statische Elektrizität misst man mit Elektroskopen.
Viel Erfolg
Thomas
Ich habe mal einen 150 pico Kondensator (das möge die Kapazität von Pauls Versuch sein- an einer 9 Volt Batterie aufgeladen und ein Hold Peak HP-760C angeschlossen. Nach dem Abklemmen der Batterie war die Spannung am Kondensator augenblicklich auf Null Volt runter.
Stellt sich die Frage, was will Paul überhaupt messen? Eine Nachstellung seiner ursprünglichen Frage ist sein „Experiment“ ohnehin nicht. Wenn er den Strom messen will, der beim Einführen des Dielektrikums fließt, dann kann er seinen „Kondensator“ auch an der Spannungsquelle lassen und den Spannungsabfall beim „Einführen“ an einem beispielsweise 8 Megaohm- Widerstand im Stromkreis messen. Oder er schließt das ganze Gedöns an einen Kleinsignalverstärker an, dann kriegt er sogar eine LED zum Leuchten und wenn er es geschickt macht, eine LED, die beim Einführen leuchtet und eine andere LED, die beim Rausziehen leuchtet.
Und statische Elektrizität braucht man nicht mit Elektroskopen zu messen. Irgendwelche Conrad Heftchen zu Darlington- Schaltungen oder MOSFETs liefern „Lösungen und Geräte“ mit Teilen für unter ein Euro.
Gruß
Peter
Moin Peter,
soweit Alles richtig, was Du schreibst und das Stichwort Elektroskop habe ich nur als Beispiel zum Googeln gebracht 
Wenn Paul so viel Ehrgeiz und Geduld für diese Art von Experimenten aufbringt, finde ich das durchaus unterstützenswert.
Ich erinnere mich an meine Versuche als Kind, einen Bandgenerator zu bauen. Das hat nicht funktioniert 
Die kleinen Ladungen sind bei gleichzeitig hoher Spannung sehr schwer in den Griff zu bekommen.
In der Mittelstufe sollte dann die Kraft auf einen Ladungsträger zwischen zwei Kondensatorplatten gemessen werden. Das ließ sich auch nur mit viel „gutem Willen“ nachvollziehen. Außerdem war natürlich sehr vorsichtiges Arbeiten mit empfindlichen Messgeräten und Vermeidung von Erschütterungen, Luftzug, Feuchtigkeit usw. angesagt 
Freundliche Grüße
Thomas
Deswegen kannst Du Holz als Isolator vergessen.
Weil Holz abhängig von der Luftfeuchtigkeit Wasser enthält?
Leider schreibst Du nicht, wie groß der Abstand Deiner Platten ist
Ich hab verschiedene Abstände probiert. Von 20 cm bis kleiner 1 mm. Ich habe die Bleche auch durch Papier getrennt aufeinander gelegt, da passiert das gleiche.
Bei 15 Volt müsstest Du sie schon sehr nah zusammenbringen.
Gibt es eine Plattenentfernung, die abhängig von der Spannung nicht überschritten werden sollte?
Was für ein Meßgerät verwendest Du? Auch ein „hochohmiges“
Voltmeter ist ungeeignet, weil die winzigen Ladungen schnell
durch ein paar hundert kOhm geflossen sind.
Ich hab so ein „billig“-Multimeter DT-830B.
Ich werde das ganze demnächst mal mit einem Drehkondensator ähnlich diesem
http://www.vias.org/mikroelektronik/img/dreh_ko.jpg
probieren. Gibt es da die gleichen Probleme oder könnte ich da mit 15 V und meinem Multimeter was messen?
Gruß
Paul
Stellt sich die Frage, was will Paul überhaupt messen? Eine
Nachstellung seiner ursprünglichen Frage ist sein „Experiment“
ohnehin nicht.
Erstmal will ich einen funktionierenden Plattenkondensator bauen, darauf zielte das „Experiment“ hier ab. Wenn der zuverlässig funktioniert, kann ich das Urpsrüngliche ausprobieren.
Und statische Elektrizität braucht man nicht mit Elektroskopen
zu messen. Irgendwelche Conrad Heftchen zu Darlington-
Schaltungen oder MOSFETs liefern „Lösungen und Geräte“ mit
Teilen für unter ein Euro.
Hört sich interessant an, ich werd mal „im Internet suchen“.
Gruß
Paul
Hallo Paul,
Ich werde das ganze demnächst mal mit einem Drehkondensator
ähnlich diesem
http://www.vias.org/mikroelektronik/img/dreh_ko.jpg
probieren. Gibt es da die gleichen Probleme oder könnte ich da
mit 15 V und meinem Multimeter was messen?
Das wird wegen deinem Messgerät nicht funktionieren!
Sagen wir mal, dein Messgerät hat einen Ri von 1MOhm, also 10^6 Ohm
Für den Kondensator nehmen wir mal 100nF, also 10^-9 F
Tau ist dann:
10^6 * 10^-9 = 10^-3 = 0.001 Sekunden.
In dieser Zeit wird der Kondensator um etwa 70% entladen.
Technisch kann man einen Kondensator nach 5 Tau als gänzlich entladen betrachten.
MfG Peter(TOO)
Hallo Achfalls,
Ich habe mal einen 150 pico Kondensator (das möge die
Kapazität von Pauls Versuch sein- an einer 9 Volt Batterie
aufgeladen und ein Hold Peak HP-760C angeschlossen. Nach dem
Abklemmen der Batterie war die Spannung am Kondensator
augenblicklich auf Null Volt runter.
Dazu muss man nicht experimentieren, nur das Tau (R*C) berechnen.
Das HP-760C ha einen Ri von 10MOhm
Das ergibt:
10^7 Ohm * 150^-12 Farad = 10^-5 Sekunden, also 10µs.
MfG Peter(TOO)
