Hallo zusammen, ich muss eine Aufgabe rechnen, wo ich leider gar keinen Anhaltspunkt habe: Die Aufgabe lautet: Eine Koaxialleitung besitzt einen zylindrischen Innenleiter vom Radius R1 und einen zylindrischen Außenleiter vom Radius R3. Die Ladung Q' je Längeneinheit ist gleichförmig über den Innenleiter, die Ladung –Q' ebenso über den Außenleiter verteilt. Zwischen r = R1 und r = R2 befindet sich ein Dielektrikum mit der Dielektrizitätskonstante ε1, zwischen r = R2 und r = R3 ein Dielektrikum mit der Dielektrizitätskonstante ε2. Berechnen Sie das elektrische Feld: a) für r < R1, b) für R1 < r < R2, c) für R2 < r < R3, d) für r > R3. Die Wände der leitenden Zylinder werden als unendlich dünn angesehen. Könnte mir bitte jemand helfen? Vielen Dank Hansi
Hansi schrieb: > Könnte mir bitte jemand helfen? Was kannst du denn selbst? Normalerweise kommt es hier ziemlich schlecht an wenn jemand seine Hausaufgaben gemacht kriegen will weil er selbst zu faul dazu ist. Wenns irgendwo konkret hakt kriegt man dann gerne Hilfe, aber "Ich hab keine Ahnung, der böse Prof stellt so schwere Aufgaben" ist nicht.
..mir fehlt einfach der Ansatz. Wenn ich den mal habe, dann komm ich zurecht ;)
Stell dir eine unendlich dünne Metallschicht an der Grenze der beiden Dielektrika vor. Diese verändert die Feldlinien nicht.
Also für r<R1 und r>R3 ist das E Feld = 0 Aber wie berechne ich es für R1<r<R2 bzw. R2<r<R3?
Das war mal eine Staatsexamen Aufgabe für Lehramt Physik nicht vertieft. Und zwar das Examen vom Herbst 2014, Aufgabe2.
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Es gibt genug Programme im Internet welche dir den Wellenwiderstand dieser Koaxleitung berechnen können. Eventuell gibt es auch etwas für dein elektrisches Feld. Für den Praktiker reicht der Wellenwiderstand meistens schon aus...
mal danach suchen ... :-) Dual Dielectric Coax Calculator Round Capacitor with Dielectric between Capacitor Plates
Der Fragesteller muss wohl eine Übungsaufgabe bearbeiten, da wird ihm ein Online Calculator nicht reichen, den wird er in der Prüfung später nicht benutzen dürfen. Ich würde so vorgehen: -Das Konstrukt als Reihenschaltung zweier Kondensatoren verstehen -Die Einzelkapazitäten berechnen -Mit der Gesamtladung und der Gesamtkapazität auf die Spannung schließen -Überlegen, wieviel Spannung auf jeden Kondensator entfällt (Stichwort kapazitiver Spannungsteiler) -Ausrechnen, wie groß das E-Feld dieser beiden Zylinderkondensatoren dann ist Ich habe solche Aufgaben seit Jahren nicht gerechnet, wenn ich nichts übersehen habe müsste das so funktionieren.
Das E-Feld ist ja radial. Das bedeutet nun ist nur noch die F(r) zu bestimmen, sodass Integral F(r) dr = die Spannung. Welche Randbedingung von Maxwell benoetigt man noch ? Welche Randbedingung von Maxwell kann man verwenden ?
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... etwas zum Lösen muss man ihm doch auch noch lassen ..... auch wenn er den Online Calculator nicht mitnehmen darf ... :-)
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Hallo Hansi, habe eine ähnliche Aufgabe. Hast du deine schon gelöst? Gruß, Johann
Vielleicht hilft Dir das: Ähnliche Frage: http://www-h.eng.cam.ac.uk/help/mjg17/teach/1AElectromag/dfmc/paper1/ee03.gif Nicht ganz was Du wissen willst: http://www-h.eng.cam.ac.uk/help/mjg17/teach/1AElectromag/dfmc/paper1/ee07.gif Das hier könnte beides zusammenbringen: http://www-h.eng.cam.ac.uk/help/mjg17/teach/1AElectromag/coax.html Viel Erfolg bei der Klausur
Wie schon gesagt: Reihenschaltung von zwei zylindrischen Kondensatoren: https://de.wikipedia.org/wiki/Zylinderkondensator So, und nun weiterkauen ...
Ein Hinweis: Die resultierenden Äquipotentialflächen (-> konstantes Potential) sind Zylinderschalen. Das liegt daran, dass der Fluss konstant über dem Radius ist für r<R3 (Satz von Gauß angewandt auf den elektrischen Fluss). Auf diesen Äquipotentialflächen endet das E-Feld senkrecht (da im statischen Fall das elektrische Feld ein Gradientenfeld ist und keine Verwirbelungen auftreten). Somit kannst du eine metallische Wand in den Übergang zwischen ε1 und ε2 ziehen, welche du gedanklich trennen kannst, ohne das elektrische Feld zu verfälschen. Dann sollte die Lösung einfach sein (zwei zylindrische verschachtelte Kondensatoren) ...
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