Geladene, parallele Platten (Plattenkondensator).
Mit einigen Eigenschaften von ungleichnamig geladenen, parallelen Platten
(Plattenkondensator) und dem homogenen Feld solltest du vertraut sein:
1.) Das Feld hat überall
dieselbe Stärke (denselben Betrag der Feldstärke). |
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Diese Animation soll verdeutlichen, dass es
keine Rolle spielt, wo eine Ladung sich zwischen den Platten befindet - die
Gesamtkraft auf sie ist immer dieselbe!
Bei der Bewegung nach oben nimmt zwar die abgstoßende Kraft der unteren Platte auf die
Ladung ab, dafür nimmt aber die anziehende Kraft der oberen Platte auf die Ladung
zu.
Die Summe aus ,
der Kraft, welche die obere Platte auf die Ladung
ausübt und der Kraft, welche die untere
Platte auf die Ladung ausübt, hat stets denselben Betrag.
Damit ist auch der Betrag der elektrischen Feldstärke E = F /q
überall gleich groß.
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2.) Die Feldlinien sind
parallel.
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Dieses Bild zeigt den Verlauf der elektischen Feldlinien und der
Linien gleichen Potenzials
(Äquipotenziallinien) bei zwei parallelen, geladenen Platten.
Beachte auch, dass die elektrischen Feldlinien gleichen Abstand
voneinander haben.
Das bedeutet, dass (bis auf die Ränder) die elektrische Feldstärke
überall zwischen den Platten gleich groß ist.
Oft stellt man die Stärke eines elektrischen Feldes
dadurch dar, wie dicht die Feldlinien beieinander liegen:
Je dichter die Feldlinien sind, desto größer ist die elektrische
Feldstärke.
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3.) Stärke des elektrischen
Feldes und Spannung an den Kondensatorplatten.
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Die elektrische Feldstärke zwischen zwei
ungleichnamig geladenen Platten kann mit der Gleichung links berechnet
werden.
Dabei ist "d" der Abstand der beiden Platten, und "U" die
Spannung, die an die beiden Platten angelegt wird.
Die Einheiten sind nicht ganz so einfach zu verstehen, wie aus1
N/C die andere Einheit 1 V/m wird.
Dies zeigt diese Herleitung: (Beachte die Farben und die Kürzungen)
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Entsprechend der Gleichung der elektrischen Feldstärke
wird das Feld stärker, wenn man den Abstand der Platten verkleinert und
die angelegte Spannung konstant hält.
Beachte auch, dass dann mehr Ladungen auf die Kondensatorplatten passen, die
Kapazität des Kondensators also zunimmt.
(Hier ist die Spannung mit "V" abgekürzt, wie es in Amerika
üblich ist (Voltage)).
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©1999 Science Joy Wagon / deutsche
Fassung ©2004 Landesbildungsserver Baden-Württemberg
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