Plattenkondensator mit zwei Dielektrika

Gast #3647153
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Hi,
ich hoffe, dass mir hier jemand weiter helfen kann, auch wenn das Thema 
hier vielleicht niht ganz rein passt:
Ich habe in der Uni  die Aufgabe auf dem Bild im Anhang bekommen.
teil a ahbe ich ncoh hinbekommen, doch bei b) komme ich einfach nicht 
weiter.
Ich weiß, dass ich die beiden Schichen, als zei kondensatoren betrachten 
kann, aber weiter habe ich absolut keine Ahnung wie ich die Aufgabe 
angehen soll.
Hat jemand eine Idee, oder nen kompletten Lösungsweg?
Angehängte Dateien:
#3647158
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Das ist doch gleichwertig mit zwei Plattenkondensatoren in reihe.
Also zuerst die Kapazität des Kondensators der Dicke 0 bis a berechnen 
und dann die Kapazität des Kondensators der Dicke a bis d.


a, b: Reihenschaltung zweier Kondensatoren, Spannungen teilen sich 
proportional zu Xc auf


d:
C1 = k * €1* 1/a   C2 =k*€2* 1/(a-d)  (€ = epsilon-r)

nach C1 = C2 (wegen gleicher Cs bei gleichen Teilspannungen) fällt k 
weg.
#3647264
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Siehe Wiki: Q=C*U, W=1/2*C*U^2, C=E0*Er*A/d

E(0a)= E0*Er1= 44.27E-12 As/(Vm), C(0a)= E(0a) * A/0.001m = 442.7pF
E(ad)= E0*Er2= 17.71E-12 As/(Vm), C(ad)= E(ad) * A/0.003m = 59.0pF

C-Reihenschaltung: C-gesamt= Kehrwert der Summe der Kehrwerte der 
Einzelkapazitäten. Bei nur C1 u. C2 auch: C-gesamt=(C1*C2)/(C1+C2)
Teilspannungen sind umgekehrt proportional zu den Einzelkapazitäten (und 
proportional zu den Einzel-Blindwiderständen).

C-gesamt= C(0d)= 1/(1/C(0a)+1/C(ad)) = 52.1pF

U(0a) = U * C(0d) / C(0a) = 23.53V, W(0a)= 122,55E-9 V*As = 123nWs
U(ad) = U * C(0d) / C(ad) = 176.47V, W(ad)= 919.15E-9 V*As = 919nWs

W-gesamt= W(0a) + W(ad)= 1.0417E-6 V*As = 1042nWs
Oder auch: W-gesamt= C-gesamt * U^2 = 52.1pF * 200 V^2 = 1042nWs

Dicke von Dielektrikum "a", damit Ua0 = Uad:
Dazu müssen die Kapazitäten bei "a" und "d" gleichgroß sein.

E0*Er1*A/a = E0*Er2*A/d, d= Er2/Er1*a = 2/5*1mm = 0.4mm

Alles so korrekt?

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