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Elektrisches Feld
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*ChAot*
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Anmeldungsdatum: 14.01.2007
Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: 14 Jan 2007 - 15:10:09    Titel: Elektrisches Feld

Ich schreibe morgen eine Physik-Arbeit und bin verzweifelt dabei diese Aufgabe zu lösen ... vlt könnt ihr mir ja helfen. Wäre sehr gut wenn ihr mir das Anfänger freundlich erklärt bin in Physik leider nur schlecht bewandert.

Die Aufgabe:
Elektronen werden in einem elektrischen Feld beschleunigt. Sie durchlaufen in diesem Feld die Spannung U= 500V

a) Diese schnellen Elektronen treten danach in das elektrische Feld eines Plattenkondensators so ein, dass ihre Bewegungsrichtung zunächst senkrecht zu den Feldlinien verläuft. Betrachtet nur ein Elektron, da diese Ladungsträger alle gleich sind.

a1)Wie lange wird ein Elektron im Kondensator bleiben, wenn die Platten 25cm breit und 25 cm lang sind?

a2)WIe groß ist nach dem Durchfliegen des Kondensators die Geschwindigkeit des Elektrons parallel zu den Feldlienen, denkrecht zu den Feldlienen?

a3) Wie groß ist die Geschwindigkeit und in welchem Winkel zu den Feldlienen bewegt sich das Elektron, wenn es den Kondensator wieder verlässt?

Schon ma vielen dank im vorraus Wink
der_martin
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Anmeldungsdatum: 09.05.2005
Beiträge: 32
Wohnort: Münsterland, NRW

BeitragVerfasst am: 14 Jan 2007 - 16:01:32    Titel:

Hallo,
ich werde mal versuchen dir ein bisschen auf die Sprünge zu helfen.

(a1): der Kondensator ist 25cm lang, s=v*t, nach t umstellen, für s 0,25m einsetzen, und für v folgendes:
Wenn die Elektronen mit 500V beschleunigt wurden, haben sie eine Energie von E=q*U aufgenommen, q=Elementarladung 1,6*10^-19C, U=500V. Diese Energie kann man als kinetische (Bewegungs-) Energie ausdrücken, E=1/2 * m * v², m=9,1*10^-31kg, also q*U=1/2 * m * v², so erhälst du die Geschwindigkeit v. Die setzt du oben ein und erhälst so die Zeit.

(a2) Die Geschwindigkeitskomponente senkrecht zu den Feldlinien bleibt gleich, die parallel zu ihnen hängt von der Beschleunigung ab, die die Elektronen im Kondensator erfahren. Sie werden zum Pluspol hingezogen mit einer Kraft, die vom E-Feld abhängt. Du bräuchtest jetzt Angaben zum Feld oder zu der Spannung im Kondensator und dem Plattenabstand. Allgemein gilt E=F/q = U/d. Für q müsstest du wieder die Elementarladung einsetzen. Wenn du dann die Kraft F kennst, kommst du über F=m*a an die Beschleunigung, und über v=m*a an die Geschwindigkeit parallel zu den Feldlinien.

(a3) Wenn du dir vorstellst, dass die Kondensatorplatten horizontal angeordnet sind, mit Pluspol oben, dann fliegen die Elektronen nachher mit dem Winkel a gegen die Horizontale nach oben. Der Winkel ist tan(a)=vy/vx. vy ist die Geschwindigkeit parallel zu den Feldlinien, vx die Geschwindigkeit senkrecht dazu. Der Geschwindigkeitsbetrag ist dann Wurzel(vx²+vy²).

Ich hoffe ich konnte dir helfen!
*ChAot*
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Anmeldungsdatum: 14.01.2007
Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: 14 Jan 2007 - 16:54:24    Titel:

Vielen dank für die antwort hat mir echt weitergeholfen Smile.
Da hätte ich auch schon gelcih die nächste Frage;)... wie löse ich Aufgabe 1 auf dem vorliegendem Haufgabenzettel?
Ich geb euch ma den link weil das bild sonst so riesig ist...^^ http://www.pictureupload.de/originals/4571/140107155147_Scannen0003.jpg
tobb
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Anmeldungsdatum: 08.01.2007
Beiträge: 114

BeitragVerfasst am: 14 Jan 2007 - 17:10:49    Titel:

Meine Vermutung:
Mach aus den 4 Kondensatoren "rechnerisch" einen "Gesamtkondensator", also so, als ob nur ein Kondesator da wäre, der die Ladung aufnimmt.

Parallelschaltung:
C = C1 + C2 + ... + Cn

Reihenschaltung:
(1/C) = (1/C1) + (1/C2) + ... + (1/Cn)

Was mich aber auch mal interessieren würde, ist, was das für eine Schaltung ergibt, wenn der Schalter S geschlossen ist?
*ChAot*
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Anmeldungsdatum: 14.01.2007
Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: 14 Jan 2007 - 19:17:20    Titel:

genau das problem hab ich auch ... ich weiß gar nicht richtig was ich anwenden muss wenn der schalter offen oder geschlossen ist. Das ich es um Reihen/Parallelschaltung handelt hab ich mir schon fast gedacht.
Trotzdem danke für deine antwort Wink Wäre echt nett wenn einer diese Frage engültig klären könnte. Leider hab ich auch nur bis morgen zeit, dann schreib ich schon Physik Sad.
tobb
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Anmeldungsdatum: 08.01.2007
Beiträge: 114

BeitragVerfasst am: 14 Jan 2007 - 23:16:00    Titel:

Naja, wenn er offen ist, ist es ja klar:

C1 und C2 bzw C3 und C4 sind in Reihe geschaltet. Aus diesen errechnest du dir einen "Gesamtkondensator" (nennen wir sie mal Cg1 und Cg2).
Dann sind Cg1 und Cg2 parallel geschaltet und du kannst dir dafür wiederum den endgültigen Gesamtkondesator der Schaltung errechnen.
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