Hallo,
ich sitze an einer ansich recht einfachen Frage zu einem
Plattenkondensator mit Dielektrikum: "Welchen Beitrag liefert das
Dielektrikum zur im Kondensator Gespeicherten Energie?"
Nach meinem Verständnis müsste die Gesamte Energie des Kondensators
(W=1/2U²C) in diesem Dielektrikum stecken, was der Dozent dann aber an
die Tafel schrieb wich doch etwas davon ab:
Vorgaben:
Ansatz:
Rechnung:
Nun mein Problem: Rein Rechnerisch kann ich diese Rechnung absolut
nachvollziehen und finde keinen Fehler. Nur würde das dann ja bedeuten
das 0,25 Ws irgendwo in einem Mysteriösen Cluft stecken was sich mir
aber absolut nicht erschließt, wo ist diese verdammte Luft?
Der Dozent fing auf beharrliches Nachfragen dann an rumzudrucksen und
verwies auf irgendwelche ominösen Lufteinschlüsse im Dielektrikum die
aber meiner Meinung nach bereits im Er beinhaltet sind.
Kann mir da irgendwer Helfen?
>Kann mir da irgendwer Helfen?
Ohne nachzudenken:
Ein Plattenkondensator ohne Dielektrikum speichert doch auch Energie --
Und hier wird eben die Differenz einen Kondensators mit Dielektrikum und
einem ohne bzw. mit Luft als Dielektrikum gebildet?
Die Energie steckt sogar auch im Vakuum, wie könnte sonst die
Sonnenstrahlung die Erde erwärmen ?
Ist ein Dielektrikum vorhanden, epsilon(r)>1, speichern die aus der
Ruhelage "verdrehten" atomaren/molekularen elektrischen Dipole
zusätzlich einen entsprechenden Anteil ( gewissermassen potentielle
Energie ), und zwar das [epsilon(r)-1]-fache der Gesamtenergie.
Gruss
Was dann zu 2 Fragen führt:
1. Woher kommen im Vakuum diese Dipole bzw. wo wird dort die Energie
gespeichert?
2. Hilft mir das noch immernicht bei meinem Problem, da ich ja die
Dipole der Luftmoleküle durch die meines Dielektrikums vollständig
ersetze.
>Mit Luft als Dielektrikum ist das ja auch alles klar, nur wird ja durch>das Dielektrikum was ich nunmal habe diese Luft verdrängt.
Gespeicherte Energie mit Luft als Dielektrikum ist wohl fast identisch
wie im Vakuum. Um exakt die "Energie im Dielektrikum" (Feststoff) zu
bestimmen hätte man also die Differenz mit dem Kondensator im Vakuum
bestimmen müssen. Aber dafür alles extra in einer Vakuumkammer aufbauen?
Mag sein, dass die Aufgabe etwas unpräzise gestellt war. Aber ich denke
das war gemeint.
1. Im Vakuum steckt die gesamte Energie im E-Feld. Das bleibt auch beim
Kondensator mit Dielektrikum so, nur dass die Dipole zusätzliche Energie
speichern. Das E-Feld bleibt gleich, nur dass das D-Feld größer ist.
2. Die Dipole in der Luft kannste knicken, epsilon-r von Luft ist nicht
wesentlich höher als das von Vakuum.
Ok, wenn von der Energie die Energie des Vakuum Kondensators abgezogen
wird, ist das alles schon viel klarer (Diese verdammten
Vereinfachungen/Ungenauigkeiten in den Aufgabenstellungen), was aber
dann bleibt, ist die Frage wo in einem Vakuum Kondensator die Energie
Gespeichert wird... Irgendwelche Ideen?
>1. Woher kommen im Vakuum diese Dipole bzw. wo wird dort die Energie>gespeichert?
Och mensch: Wenn Du einen Plattenkondensator im Vakuum hast:
Wo sollen da Dipole sein? Aber: Wenn Du ihn auflädst steckst Du doch
Arbeit hinein. Gleiche Ladungen stoßen sich doch ab, wenn etwas Ladung
auf der pos. Platte ist, und du mehr Ladung dort deponierst, steckst Du
Energie hinein.
Jetzt aber Schluss mir dieser Kindergartenphysik, jedenfalls von meiner
Seite.
"Der leere Raum ist der Ort, in dem die Energie gespeichert ist."
( So steht's in meinem Physikbuch; auch Gravitatiosfelder wirken im
leeren Raum. )
Ein hinzugefügtes Dielektrikum speichert eben zusätzliche Energie, wie
beschrieben.
Muss man einfach mit leben, Physik ist keine Beschreibung, was eine
Sache wirklich IST, sondern entwickelt Modelle zur Beschreibung von
Erfahrungen und für Anwendungszwecke ( auch aus dem Physikbuch ).
Gruss
Dass D proportional E ist ja auch nur eine Näherung, den Zusammenhang
geben sogenannte Materialgleichungen an. Interessant wirds dann in den
Nichtlinearitäten, damit lassen sich interessante Effekte erreichen.
Aber dafür empfehle ich euch allen ein Physikstudium :)
Und du, Wanderer (oder wie bewegst du dich jetzt fort?), wenn du Kritik
daran übst, dass Physik die Welt nicht exakt beschreibt - mach dich doch
selbst auf die Suche nach der Weltformel ;-)
Wenn du Doppelbrechung haben willst nimmst du ihn als Tensor, ja. Aber
nicht zu verwechseln mit dem sogenannten Epsilon-Pseudotensor (der hat
was mit Vertauschungen zu tun).
Eine eigene Frage?
Dieser Thread ist über 17 Jahre alt.
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