liebe mitleser,
Kapazität und elektrische Feldstärke sind in reziproken Verhältnis
zueinander, ist das richtig? Den einzigen Zusammenhang konnte ich
folgendermaßen herleiten: C=Q/(E*s).
Das bedeutet ungeachtet der räumlichen Abmessungen wird die Kapazität
bei höherer Feldstärke kleiner. Kann man die Aussage daß mit
elektrischen Feldern auch immer eine Kapazität auftritt demnach so
stehen lassen?
Oder ist das jetzt ein Denkfehler?
Multilaie schrieb:> Kapazität und elektrische Feldstärke sind in reziproken Verhältnis> zueinander, ist das richtig?
Nein, solange die Dielektizitätskonstante unabhängig von der Feldstärke
ist, ist es die Kapazität auch. Was sind dein C, Q, E und s überhaupt
für Größen ;-)
Danke für die Antwort.
C (Kapazität) = Q (Ladung) / U (Spannung), wobei U = E (Feldstärke) * s
(oder d oder irgendein Weg eben) ist.
Demnach ist C = Q/(E*S), das ist der einzige Zusammenhang zwischen E
(Feldstärke) und C (Kapazität) den ich finden Konnte.
Heißt das also es ist safe to say daß mit jedem elektrischen Feld auch
eine Kapazität auftritt? Das wollte ich nämlich eigentlich so behaupten,
geriet dann bei näherer Überlegung ins Zweifeln.
Multilaie schrieb:> Heißt das also es ist safe to say daß mit jedem elektrischen Feld auch> eine Kapazität auftritt?
Ein elektrisches Feld kann auch in einem Leiter auftreten. Das ist nicht
an eine Kapazität gebunden.
Ansonsten ist Kapazität eine Eigenschaft der Hardware (Kondensator) und
die ist üblicherweise vor der Spannung bzw. vor dem elektrischen Feld
da.
Multilaie schrieb:> Demnach ist C = Q/(E*S), das ist der einzige Zusammenhang zwischen E> (Feldstärke) und C (Kapazität) den ich finden Konnte.
p.s.
Der Haken ist nur, dass die Ladung auf dem Kondensator von der Spannung
abhängt. Es gilt
Wolfgang schrieb:> Ein elektrisches Feld kann auch in einem Leiter auftreten. Das ist nicht> an eine Kapazität gebunden.
Ich bin mir nicht sicher aber hat nicht jeder elektrische Leiter auch
eine Kapazitive Komponente, ähnlich wie der spezifische Widerstand?
Wenn jetzt im Statischen Fall 2 Paralelle Leiter unterschiedlicher
Spannung ein Feld aufbauen resultiert aber dennoch eine Kapazität
zwischen beiden oder bin ich jetzt ganz daneben?
> Ansonsten ist Kapazität eine Eigenschaft der Hardware (Kondensator) und> die ist üblicherweise vor der Spannung bzw. vor dem elektrischen Feld> da.
Ja, ein Kondensator speichert per Definition elektrische Energie in Form
eines elektrischen Feldes, daher die Frage nach einem mathematischen
Zusammenhang von Feldstärke und Kapazität.
Wolfgang schrieb:> Nein, solange die Dielektizitätskonstante unabhängig von der Feldstärke> ist, ist es die Kapazität auch. Was sind dein C, Q, E und s überhaupt> für Größen ;-)
Gerade habe ich in Wikipedia eine Formel von Gauss gefunden, schwer zu
schreiben ohne Formeleditor.
C=Epsilon* (Summe aller E*dA)/(Summe aller E*ds), also zum Vehältnis der
Feldstärke über die FLäche zur Feldstärke über den Abstand integriert
proportional, wobei das auch kein Zusammenhang da sich die Feldstärke ja
wegkürzt und m übrigbleiben, was dann mit Epsilon (As/Vm =F/m) stimmig
ist da sich die Meter wegkürzen.
Wie dem auch sei, bedeutet das daß die Annahme daß bei jedem
auftretenden elektrischen Feld auch mit einer Kapazität zu rechnen ist
falsch ist? Ich dachte immer das wäre selbstverständlich.
Wolfgang schrieb:> Multilaie schrieb:>> Demnach ist C = Q/(E*S), das ist der einzige Zusammenhang zwischen E>> (Feldstärke) und C (Kapazität) den ich finden Konnte.>> p.s.> Der Haken ist nur, dass die Ladung auf dem Kondensator von der Spannung> abhängt. Es giltQ = C * U
Soweit klar, Q = C*U -> C=Q/U, also die Ladung die pro Spannung
aufgenommen wird. Dann setze U = E*s, da E=U/s (V/m) ist. Somit wäre die
Kapazität zur Feldstärke reziprok
Multilaie schrieb:> Somit wäre die Kapazität zur Feldstärke reziprok
Wenn du das Pferd unbedingt von hinten aufzäumen möchtest, ok.
Üblicherweise ist erst die Kapazität bzw. die Ladung da und dann stellt
sich eine Feldstärke ein. Mathematisch ist das Vertauschen von Ursache
und Wirkung natürlich kein Problem.
Tut mir leid wegen dem Geschreibsel ich bin etwas in Zeitnot was bei
einer Verständnisfrage immer schwierig ist.
Die aufgenommene ladung entspricht dann theoretisch der
Verschieubngsflussdichte (die von der Einheit einer Flächenladung
gleicht) im Feld oder?
Wenn ich für E = D/Epsilon einsetze: C = (Q*Epsilon)/(D*s) habe ich den
Faktor Epsilon0 auch in der Gleichung, die Verschiebungsflussdichte ist
aber immernoch im Nenner.
Wolfgang schrieb:> Multilaie schrieb:>> Somit wäre die Kapazität zur Feldstärke reziprok> Wenn du das Pferd unbedingt von hinten aufzäumen möchtest, ok.>> Üblicherweise ist erst die Kapazität bzw. die Ladung da und dann stellt> sich eine Feldstärke ein. Mathematisch ist das Vertauschen von Ursache> und Wirkung natürlich kein Problem.
Danke
Klaus schrieb:> Wolfgang schrieb:>> Ein elektrisches Feld kann auch in einem Leiter auftreten.>> NEIN>> MfG Klaus
Die elektrischen Feldlinien in einem Strodurchflossenen Leiter sind
paralell zur Stromrichtung, das Leitungsinnere ist frei von magnetischen
Feldern.
Noch mal zur Fragestellung, vielleicht kann ich es verständlicher
erklären:
Muß ich aufgrund der (elektrischen) Feldsituation irgendeiner räumlichen
Anordnung von Leitern möglicherweise mit einer Kapazität rechnen?
Etwa in der Hochfrequenztechnik oder bei Starkstromleitungen.
Multilaie schrieb:> Muß ich aufgrund der (elektrischen) Feldsituation irgendeiner räumlichen> Anordnung von Leitern möglicherweise mit einer Kapazität rechnen?
Jedes elektrische Feld ist an eine Ladung gekoppelt. Jeder Körper der
eine Ladung trägt besitzt eine Kapazität, sei sie in einem Leiter,
bewegt oder unbewegt, oder sonst was.
Demzufolge ist ein elektrisches Feld immer an eine Kapazität gekoppelt.
Bodo schrieb:> Jedes elektrische Feld ist an eine Ladung gekoppelt. Jeder Körper der> eine Ladung trägt besitzt eine Kapazität, sei sie in einem Leiter,> bewegt oder unbewegt, oder sonst was.> Demzufolge ist ein elektrisches Feld immer an eine Kapazität gekoppelt.Multilaie schrieb:> Danke! Kann man das so stehen lassen?
Ich würde es nicht -- da kriege ich das Würgen im Maxwell-Zentrum meines
Gehirns.
Mein Vorschlag:
Jeder (geladene Leiter) verursacht ein elektrisches Feld. Jeder Leiter
besitzt eine Kapazität (meistens recht unabhängig von der Ladung).
Ein direkter Zusammenhang zwischen Kapazität und elektrischem Feld
existiert nicht. Allerdings gibt es einen indirekten mittelbaren
Zusammenhang zwischen elektrischem Feld und Kapazität. Der Vermittler
dazwischen ist die Leitergeometrie.
Insofern gibt es ein Zusammenhang zwischen Spannung (d.h. elektrischem
Feld) und erzeugender Ladung - und dieser Zusammenhang ist die
Kapazität.
Klaus schrieb:> Wolfgang schrieb:>> Ein elektrisches Feld kann auch in einem Leiter auftreten.>> *NEIN*>> MfG Klaus
Naja...in einem verlustbehafteten Leiter schon.
Rainer V. schrieb:> Auch elektr. Feld als Komponente einer elektromagnet. Welle im Vakuum?
Das ist ein guter Einwand.
Achim Hensel schrieb:> Ein direkter Zusammenhang zwischen Kapazität und elektrischem Feld> existiert nicht.
Das habe ich auch so nicht geschrieben oder gemeint.
Klaus schrieb:> Wolfgang schrieb:>> Ein elektrisches Feld kann auch in einem Leiter auftreten.>> NEIN>> MfG Klaus
Doch, sonst gäbe es keine Ströme in Leitern.
mse2 schrieb:> Klaus schrieb:>> Wolfgang schrieb:>>> Ein elektrisches Feld kann auch in einem Leiter auftreten.>>>> NEIN>>>> MfG Klaus> Doch, sonst gäbe es keine Ströme in Leitern.
Einmal verlustbehaftete Leiter außen vor:
In einem idealen Leiter mit Widerstand 0 Ohm (angenähert durch z.B.
einen Supraleiter) kann es einen Strom geben, es gibt aber kein
elektrisches Feld (d.h. eine Spannungsdifferenz). Der Strom wird dann
verursacht durch ein elektrisches Feld außerhalb des Leiters.
Achim Hensel schrieb:> Einmal verlustbehaftete Leiter außen vor:>> In einem idealen Leiter mit Widerstand 0 Ohm (angenähert durch z.B.> einen Supraleiter) kann es einen Strom geben, es gibt aber kein> elektrisches Feld (d.h. eine Spannungsdifferenz). Der Strom wird dann> verursacht durch ein elektrisches Feld außerhalb des Leiters.
Sowas gibt es aber nicht: Ergo ist in jedem Stromdurchflossenen Leiter
ein elektrisches Feld zu finden.
Multilaie schrieb:> ein Kondensator speichert per Definition elektrische Energie in Form> eines elektrischen Feldes, daher die Frage nach einem mathematischen> Zusammenhang von Feldstärke und Kapazität.
Nicht per Definition, sondern per empirischer Beoachtung und Experiment.
Die Kapazität heißt nicht umsonst integrale Größe des elektrischen
Feldes, weil sie nämlich mathematisch durch Integration beschrieben ist.
Es gilt:
Kapazität ist eine rein geometrische Eigenschaft des elektrischen
Feldes. Das ist der Grund, warum sich Hochspannungstechniker noch in
hundert Jahren mit Isolieranordnungen die Köpfe einrennen werden müssen.
> Annahme, daß bei jedem> auftretenden elektrischen Feld auch eine Kapazität auftritt
Prinzipiell ja. Nähmen wir an, das Universum wäre fast leer. Irgendwo
lungert friedlich ein Proton herum. Theoretisch läßt sich wegen des von
diesem Proton verursachten elektrischen Feldes eine Kapazität zur
unendlich weit entfernten "Gegenelektrode" (Äquipotentialfläche)
definieren.
Praktisch führt diese geometrische Eigenschaft des elektrischen Feldes,
immer eine Kapazität zu verursachen, zum Problem von Schirmelektroden
und Spannungsteilern im Rahmen der Hochspannungsmeßtechnik;
Hochspannungsteiler brauchen in Abhängigkeit der zu messenden
Spannungsformen und -höhen verschieden gestaltete Schirmelektroden.
Diese Elektroden haben eine Kapazität nur auf Grund ihrer Anwesenheit
und können vor allem in den höheren Spannungsbereichen (1000-6000 kV)
die Transferfunktion bzw. Frequenzantwort des Teilers erheblich
beeinflussen.
Graphisch läßt sich aus Feldbildern die Kapazität einer
elektrostatischen Anordnung genau dann abschätzen, wenn sogenannte
quadratähnliche Figuren geplottet werden - denn so kann man die
Kapazität des gesamten betrachteten Feldraumes durch die
Parallelschaltung von vielen Teilkapazitäten berechnen, die ihrerseits
rein geometrisch aus der geometrischen Konstruktion des Feldbildes
(Feldlinien, p.u.-Äquipotentiallinien, Symmetrien) gewonnen werden
können. Die Spannung spielt keine Rolle. Man muß nur die Abmessungen der
Anordnung kennen.
Im Studium haben wir das bis zur Vergasung für das Randfeld eines
Plattenkondensators, für das Borda-Profil, für das Rogowski-Profil und
für diverse Freileitungsanordnungen gemacht.