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Kapazität eines Kondensators
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Vladdi
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Anmeldungsdatum: 19.09.2019
Beiträge: 2

BeitragVerfasst am: 19 Sep 2019 - 14:00:16    Titel: Kapazität eines Kondensators

Hallo Leute,

vllt. kann mir jemand hier helfen. Ich versuche (anschaulich) zu verstehen, weshalb die Kapazität eines Plattenkondensators größer wird, wenn der Plattenabstand vergrößert wird.

Die Kapazität selbst ist ja das Maß dafür wie "leicht er sich befüllen lässt", also wie viel Ladung pro gewisser Spannung auf den Kondensator geladen werden. Weshalb erhöht sich der Wert, wenn die Platten weiter auseinander stehen? Was passiert da auf elementarer Teilchenebene das dazu führt, die Kapazität zu erhöhen.

(Wie es aus den Formeln herzuleiten ist weiß ich. Mir fehlt nur irgendwie die Anschauung.)

mfg, Vladdi
M_Hammer_Kruse
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Anmeldungsdatum: 06.03.2006
Beiträge: 8296
Wohnort: Kiel

BeitragVerfasst am: 19 Sep 2019 - 16:26:20    Titel:

Die Kapazität wird beim Entfernen der Platten voneinander nicht größer, sondern kleiner:

Bei einem geladenen Kondensator hat eine Platte positive, die andere negative Ladungen. Daher ziehen sich die beiden Platten an. Wenn Du den geladenen von der Spannungsquelle trennst, ist ist die auf dem Kondensator befindliche Ladung festgelegt, nämlich durch die Ladungsmenge, die dann gerade drauf ist.

Wenn du die Platten jetzt weiter voneinander entfernst, dann musst du dazu Kraft gegen die Anziehung aufbringen, also Arbeit hineinstecken. Diese Arbeit findet sich in der Kondensatorspannung wieder: U=W/Q und weil Q sich nicht ändern kann, muss sich mit W auch U ändern; Spannung ist nichts anderes als Arbeit an der Ladungstrennung.

Nun ist die Kapazität aber C=Q/U (so ist sie definiert), und weil die Ladung immer noch unveränderlich ist, muss mit wachsender Spannung die Kapazität kleiner werden.

Gruß
mike
Vladdi
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Anmeldungsdatum: 19.09.2019
Beiträge: 2

BeitragVerfasst am: 20 Sep 2019 - 10:58:47    Titel:

Hallo,

ja, natürlich, ich meinte kleiner.

Mir ist auch das mit der Spannung klar. Verschiebungsarbeit im elektrische Feld ist bei größerer Entfernung größer, da das Feld ja homogen ist.

Mir ist auch klar dass es aus der Formel C=Q/U folgt.

Ich versuche es nur auf Teilchenebene zu verstehen. Die Kapazität besagt ja einfach nur wie viel Ladung da bei Anlegen einer bestimmten Spannung drauf passt. Der Kondensator ist gesättigt, wenn die Ladung auf den Platten ein elektrisches Gegenfeld erzeugt, welches groß genug ist um die Spannung der angelegten Quelle zu kompensieren, so dass keine Elektronen mehr drauffließen können. Wenn ich nun die Platten voneinander entferne geht plötzlich bei der selben angelegten Spannung mehr drauf. Das elektrische Feld dürfte sich ja aber nicht verändert haben. Das ist grade etwas mein Problem.

Danke für die Hilfe trotzdem soweit.

vG, Vladdi
M_Hammer_Kruse
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Anmeldungsdatum: 06.03.2006
Beiträge: 8296
Wohnort: Kiel

BeitragVerfasst am: 20 Sep 2019 - 13:22:13    Titel:

Die Überlegung ist ganz analog. entferne die geladenen Platten voneinander, aber lasse die Spannungsquelle diesmal angeschlossen. Du musst Arbeit an den Ladungen gegen ihre elektrostatische Anziehung vollbringen.

Dabei vergrößerst Du die Spannung der Elektronen auf den Platten. Weil die Spannungsquelle eine (modellmäßig) unendliche Kapazität bei konstanter Spannung hat, fließen solange Elektronen aufgrund ihrer höheren Spannung in die Spannungsquelle zurück, bis die Spannungen wieder übereinstimmen, d. h. der Kondensator wieder die spannung der Spannungsquelle hat.

Es passen also weniger Ladungen auf die Platten; die Kapazität sinkt.

Gruß
mike
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