3-Schichtiger Kugelkondensator < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 13:12 So 09.10.2011 | | Autor: | bjoern.g |
| Aufgabe | Ein Kondensator mit 3 Schichten (dünne Kugelschalen) und mit den Radien
R1, R2 = 2R1 , R3= 3R1.
Die mittlere Kugelschale (2) sei mit der Ladung +Q geladen.
Das gesamte System ist Ladungsneutral: Q1+Q3 = -Q
a) Skizzieren sie und bestimmen sie das E-Feld
b) Für welche Ladungsverteilung ist das Potential r<R1 und r>R3 identisch? |
Hallo,
wir hängen hier gerade an der Aufgabe dran und fragen uns wie das funktionieren soll
Ist die 1.Schale auch positiv geladen (so wie die 2.) ?
Wie würde denn dann die Skizze aussehen? Da hier doch keine Eindeutigen Angaben gemacht wurden kann ich doch so ohne weiteres gar nichts berechnen?
Vielen Dank für eine Hilfe!!!!
Viele Grüße
Björn
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 13:16 So 09.10.2011 | | Autor: | Infinit |
Hallo bjoern,
sind alle Kugelschalen mit Ladungen versehen und was bedeutet die Ladungsneutralität, die bei dir -Q ergibt?
VG,
Infinit
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:00 So 09.10.2011 | | Autor: | bjoern.g |
Also die Aufgabe findet man hier
http://einrichtungen.ph.tum.de/T37/WS0910/EDyn/blatt3.pdf
Es handelt sich um die Aufgabe 3 (a,b)
Mehr Informationen habe ich dazu leider auch nicht
Vielen Dank!
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Hallo!
Naja, so unklar finde ich die Aufgabe nicht.
Hier steht, daß die mittlere Schale eine positive Ladung +Q besitzt. Die innere und äußere Schale können auch Ladungen tragen, allerdings so, daß die Gesamtladung -Q ist.
Außerhalb des ganzen gibt es also kein Feld, und das konstante Potential würde man als 0 definieren.
Das E-Feld ist radialsymmetrisch zwischen den Schalen. Allerdings können die Richtungen beliebig sein, je nachdem, wie die Ladungen [mm] Q_1 [/mm] und [mm] Q_3 [/mm] nun wirklich aussehen. Theoretisch könnte eine der Schalen eine noch größere positive Ladung als +Q und damit [mm] Q_2 [/mm] besitzen, das müßte die andere Schale durch eine entsprechend große negative Ladung wieder wett machen.
Für die zweite aufgabe gilt, daß das Potenzial ganz innen ebenfalls 0 ist. Dann sollte man sich die Potenzialdifferenz zwischen mittlerer und innerer Schale angucken, und dann die zwischen mittlerer und äußerer. (Achtung: in letztem Fall auch berücksichtigen, daß hier die Ladung [mm] Q_2+Q_3 [/mm] als Gesamtladung der mittleren Kugel zählt!)
Gesucht ist die Ladungskombination, bei der die beiden Potenzialdifferenzen gleich groß, aber entgegengesetzt sind.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 14:32 So 09.10.2011 | | Autor: | Infinit |
Hallo bjoern,
Wenn Du das Hüllintegral
[mm] \int D \, dA = Q [/mm] betrachtest, hast Du für jede Hüllkugeloberfläche mit einem bestimmten Radius die obige Gleichung zu lösen.
Bis hin zu R1 existiert keine Ladung, Feld gleich 0.
Danach gibt es verschiedene Möglichkeiten, je nachdem welcher Ladungstyp auf den Kugeloberflächen sitzt, wahrscheinlich ist hier an ausgleichende negative Ladungen gedacht, es muss aber nicht unbedingt so sein. Zwischen den Kugelhüllen umschließt Du immer eine bestimmte Ladungsmenge, das elektrische Feld sinkt mit [mm] r^2 [/mm].
So sollte man eine Skizze hinbekommen.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:15 So 09.10.2011 | | Autor: | bjoern.g |
Würde das so aussehen bei nem 3-Schichtigen??
Ich kapier es leider nicht sorry , finde auch im netz nix gescheites hierzu
[Dateianhang nicht öffentlich]
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:19 So 09.10.2011 | | Autor: | leduart |
Hallo
fang mal mit dem einfachsten an: Q1=0, Q2=Q Q3=-Q
als nächstes gib Q1=Q3=-Q/2
und dann beliebig
mindestens das erste musst du schnell können, dann denk an das integral über eine kugelfläche jeweils zwischen den Kugeln und nutze aus, dass E aus Symmetriegründen auf einer konzentrischen kugel überall denselben betrag hat und radial oder antiradial ist.
Gruss leduart
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:54 Mo 10.10.2011 | | Autor: | Infinit |
Hallo Bjoern,
egal, wie die Verteilung auf die drei Hüllen aussieht, in einem Bereich sinkt die Feldstärke quadratisch mit dem Abstand, bei Dir steigt sie, was beim besten Willen nicht geht. Je nach Ladungstyp treten dann aber an den Stellen, an denen sich diese Kugeloberflächen befinden, Sprünge auf.
Viele Grüße,
Infinit
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