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Parallelschaltung von geladenen und ungeladenen Kondensator
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Foren-Übersicht -> Physik-Forum -> Parallelschaltung von geladenen und ungeladenen Kondensator
 
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3li7är
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Anmeldungsdatum: 04.02.2005
Beiträge: 357

BeitragVerfasst am: 23 Feb 2005 - 22:22:03    Titel:

stell dir die anordnung als kreis vor:



der ringstrom erzeugt einen magnetischen fluss durch die fläche.

wird das magnetfelt schwächer, wird ein elektrisches feld untlang des kreises induziert.

allg: maxwell-gleichungen

das sorgt dafür , dass der strom auch nach dem "ausgleich" noch weiterfließt.

gruß



otto
TTT
Gast






BeitragVerfasst am: 23 Feb 2005 - 22:52:17    Titel:

Leute, lasst die Kirche im Dorf. Hier werden die Übergangsprozesse nicht betrachtet, nur die Spannung und Energie vorher und nachher (wenn eventuelle Schwingungen abgeklungen).

Cool
3li7är
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Anmeldungsdatum: 04.02.2005
Beiträge: 357

BeitragVerfasst am: 23 Feb 2005 - 23:04:39    Titel:

die ursprüngliche frage lautet:

erklären sie den energieverlust


und das geht nur damit, dass man das ganze als schwingkreis auffasst, wobei der größte teil der energie als wärme frei wird und ein bisschen als strahlung

oder wo geht die energie sonst hin ?

E = 1/2 Q^2/C

E' = 2*( 1/2 (Q/2)^2/C) = 1/2 E

gruß
otto
Sheep
Gast






BeitragVerfasst am: 24 Feb 2005 - 00:32:41    Titel:

Hallo otto3,

Also in der Aufgabe ist nicht die Rede davon, dass die Verbindung der beiden Plattenkondensatoren eine Leiterschlaufe bildet. Folglich brauchst Du da auch nichts hineinzuinterpretieren.

Zitat:
die ursprüngliche frage lautet:
erklären sie den energieverlust


Genau.

Zitat:
und das geht nur damit, dass man das ganze als schwingkreis auffasst, wobei der größte teil der energie als wärme frei wird und ein bisschen als strahlung


Hierzu solltest Du nochmals aufmerksam folgende Gleichungen betrachten. Die Energie die im elektrischen Feld des Plattenkondensators gespeichert war ist:

W1 = 1/2 Q²/C1

Die Energie die in dem elektrischen Feld aus zwei parallel geschalteten Plattenkondensatoren gespeichert ist:

W(1+2) = 1/2 Q²/(C1 + C2)

Wie Du siehst, ist das weniger. Wie Du aber auch siehst, ist hier keine Induktivität berechnet worden. Es wurden keine Maxwellschen Gleichungen verwendet, und es ist keine thermische Strahlung (Wärme) berechnet worden. Dennoch scheinst Du der festen Überzeugung, dass genau das durch diese Gleichungen ausgedrückt wird Shocked

Ich gebe Dir mal einen kleinen Denkanstoss:

Stell Dir vor wir hätten nur einen Kondensator. Jetzt erhöhe ich die Kapazität bei gleichbleibender Ladung, indem ich NICHT einen zweiten Kondensator parallel schalte (und damit Du NICHT irgendwelche elektromagnetische Wellen vermutest.....lol!), sondern indem ich einfach die beiden Platten etwas zusammenschiebe bis die Kapazität C1+C2 beträgt. Wie ist denn der scheinbare Energieverlust nun zu erklären ? Wink
xaggi
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Anmeldungsdatum: 15.03.2004
Beiträge: 1190

BeitragVerfasst am: 24 Feb 2005 - 00:51:07    Titel:

> Also in der Aufgabe ist nicht die Rede davon, dass die Verbindung der beiden Plattenkondensatoren eine Leiterschlaufe bildet.

Wie willst du denn sonst zwei Kondensatoren parallel schalten?

> die ursprüngliche frage lautet:
> erklären sie den energieverlust
>> Genau

Nein, es hieß "scheinbarer Energieverlust". Das wort scheinbar halte ich in dem Fall für sehr wichtig.

> sondern indem ich einfach die beiden Platten etwas zusammenschiebe bis die Kapazität C1+C2 beträgt

dabei hast du eben keinen "scheinbaren" sondern einen tatsächlichen Energieverlust. Du gewinnst nämlich Energie beim Zusammenschieben der Platten.

In deinem Rechenbeispiel ist es ja so, dass sich auch die Ladung ändert. Von einem "scheinbaren Energieverlust" kann man hier meiner Meinung nach nur sprechen, wenn man stumpfsinnig Formeln einsetzt, ohne deren Bedeutung zu verstehen (ich mein damit nicht dich, sonden den Aufgabensteller!)
Gast







BeitragVerfasst am: 24 Feb 2005 - 01:03:36    Titel:

Zitat:
> Also in der Aufgabe ist nicht die Rede davon, dass die Verbindung der beiden Plattenkondensatoren eine Leiterschlaufe bildet.

Wie willst du denn sonst zwei Kondensatoren parallel schalten?


Jetzt denk doch mal nach. Ich habe zwei Kondensatoren, einer geladen und einer ungeladen, die stehen nebeneinander, ihre Plattenflächen parallel.

II

II

Jetzt verbinde mit einem geraden Stück Draht die beiden Plattenflächen. Wo ist da nun eine Schlaufe ?

II
II
II

Zitat:
Nein, es hieß "scheinbarer Energieverlust". Das wort scheinbar halte ich in dem Fall für sehr wichtig.


Das versuche ich ja die ganze Zeit zu erklären.

Zitat:
In deinem Rechenbeispiel ist es ja so, dass sich auch die Ladung ändert.


Falsch. Ich benutze immer Q als Ladung.

Zitat:
Von einem "scheinbaren Energieverlust" kann man hier meiner Meinung nach nur sprechen, wenn man stumpfsinnig Formeln einsetzt, ohne deren Bedeutung zu verstehen (ich mein damit nicht dich, sonden den Aufgabensteller!)


Wie auch immer. Aber man muss auch in der Lage sein zu erklären, warum beim anwenden der Formeln gemäß der Aufgabe die Energie kleiner wird. Und wenn man das über Wärme, oder elektromagnetische Strahlung oder irgendwelche Schwingkreise versucht zu erklären, ist etwas hineininterpretiert was die Aufgabe nicht hergibt.
3li7är
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Anmeldungsdatum: 04.02.2005
Beiträge: 357

BeitragVerfasst am: 24 Feb 2005 - 19:29:46    Titel:

hallo

wir reden schon über diese anordnung?



es ist kein geschlossener stromkreis, aber zwischen den platten fließt der sog "verschiebungsstrom", jedenfalls macht das ganze ein magnetfeld, wie ich es gezeichnet habe.


@ sheep

du fragst, wo die energie hinkommt, wenn man bei gleichbleibender ladung die kapazität ändert, indem man die platten verschiebt.

die platten ziehen sich an. deswegen verrichten die platten mechanische arbeit, wenn sie aufeinander zubewegt werden. man könnte sie horizontal stellen und damit etwas hochheben.

wer weiß eine formel für die kraft zwischen zwei kondensatorplatten...dann könnte man das durchrechnen

gruß
otto
Sheep
Gast






BeitragVerfasst am: 24 Feb 2005 - 20:56:02    Titel:

Zitat:
hallo

wir reden schon über diese anordnung?


Jede beliebige andere Anordnung mit geradlinigen Leitern ist auch denkbar. Dabei würde kein Schwingkreis entstehen. Allerdings hätte man dennoch einen Verlust von

1/2*Q²/C1-1/2*Q²/(C1+C2)

zu erklären. Da bist Du bis jetzt noch nicht einmal darauf eingegangen. Das ist so als würde jemand fragen, warum wird eine Kugel langsamer wenn sie den Berg hochrollt und Du begründest es alleinig mit der Rollreibung Laughing

Zitat:
du fragst, wo die energie hinkommt, wenn man bei gleichbleibender ladung die kapazität ändert, indem man die platten verschiebt.

die platten ziehen sich an. deswegen verrichten die platten mechanische arbeit, wenn sie aufeinander zubewegt werden. man könnte sie horizontal stellen und damit etwas hochheben.


Soweit hast Du es also verstanden. Man könnte auch ein Dielektrikum ins E-Feld bringen - auch hier würdest Du eine mechanische Arbeit feststellen.
Und was ist der Unterschied dazu, anstelle des Plattenabstands die Fläche zu vergrößern indem ich einen zweiten Plattenkondensator parallel schalte ? In allen genannten Fällen wächst die Kapazität und die Spannung sinkt und wir haben einen Energieverlust. Nur im letzteren muss man ihn damit erklären, dass ein zweiter Kondensator aufgeladen wird und ein zweites Energiefeld aufgebaut werden muss. Dabei müsste über ein Integral über dQ berechnet werden, wieviel Energie pro Ladungsträger benötigt wird um ihn in den zweiten Kondensator zu verschieben, der ja so langsam eine Gegenspannung aufbaut.
3li7är
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Anmeldungsdatum: 04.02.2005
Beiträge: 357

BeitragVerfasst am: 24 Feb 2005 - 21:03:51    Titel:

das dielektrikum wird polarisiert. dazu ist arbeit nötig.

es kommt sicher nicht darauf an, wie die kabel liegen


@ sheep was schlägst du vor , wo die energie hinkommt?
gruß
otto
Gast







BeitragVerfasst am: 24 Feb 2005 - 22:08:09    Titel:

Zitat:
das dielektrikum wird polarisiert. dazu ist arbeit nötig.


Das Dielektrikum erfährt vor allem eine Kraft und wird ins Kondensatorfeld "hineingezogen". Damit ist der Arbeitsverlust erklärbar.

Zitat:
es kommt sicher nicht darauf an, wie die kabel liegen


Doch, wenn Du eine Spule, die ja auch ein Kabel ist, als Verbindung der Kondensatoren benutzt, dann entsteht ein Schwingkreis. Aber selbst wenn Du das tust, wäre der Energieverlust über den Aufbau des elektromagnetischen Felds doch abhängig von seiner Frequenz. Und dann wäre doch gerade entscheidend wie die Leiterbahnen liegen, um die Induktivität der Anordnung zu berechnen. Aber dann wiederum taucht keine geometrische Größe davon in dem - bereits von _Christoph berechneten - Energieverlust auf.

Zitat:
@ sheep was schlägst du vor , wo die energie hinkommt?


Habe ich schon beschrieben. Aber jemand der sich mit den Maxwellschen Gleichungen auskennt, wird sicherlich auch so etwas einfaches wie den Ladevorgang eines Kondensators berechnen können.
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