Kondensator Spannung Diskrepanz (Gemäß dies soll ein geladener Kondensator keine Spannung haben)?
In der Abbildung sind vier verschiedene Weisen eingezeichnet, in denen jeweils die Spannung des voll aufgeladenen Kondensators gemessen wird. Das ist ein virtueller Versuch und die Zeit ist gestoppt, sodass der Kondensator sich nicht entlädt.
Weil an einer Platte des Plattenkondensators Elektronenmangel und an der anderen Platte Elektronenüberschuss herrscht, würde man die Spannung messen können.
Wenn man aber zwei "Beine" des Spannungsmessers immer näher aneinander bringt, würden sich diese Beine endlich an einem Punkt zusammen sammeln (s. letztes Bild in der Abbildung). Man weiß aber, dass die Spannung (Potentialunterschied) in diesem Fall 0 sein muss, weil es quasi um einen gleichen Punkt geht.
Warum ist das falsch? Vielen Dank im Voraus.
3 Antworten
Du nimmst also einen geladenen Kondensator, machst einen Kurzschluss und stoppst unmittelbar danach (t = 0) die Zeit. Damit stoppst du auch jeden physikalischen Vorgang und das betrifft auch dein Messgerät. Durch diesen muss ein Strom fließen, wenn auch gering, damit die Spannung ermittelt werden kann. Kann dieser Strom nicht fließen, wirst du an keinem der Punkte eine Spannung messen können.
Aber lassen wir das Gedankenexperiment mal durchgehen und tun so, als wären das 4 getrennte Messgeräte, die vorher schon platziert wurden. Wenn man jetzt den Kurzschluss baut und unmittelbar danach die Zeit einfriert, wird nur das linke Messgerät eine Spannung messen, während alle anderen nichts messen, da die elektromagnetische Welle sich bis dahin noch nicht ausgebreitet hat.
Übrigens: Eine Leitung ist immer neutral. Du kannst sie nicht mit einer Spannungsquelle vergleichen. Denk dir mal den Kondensator weg bzw als Spannungsquelle mit unendlicher Energie und ersetze die Kurzschlussbrücke mit einer Verbindung über einen Widerstand. Über den Widerstand wirst du die Spannung der Quelle messen. Am selben Leitungsstückchen, d.h. noch vor oder nach dem Widerstand, wirst du keine Spannung messen, obwohl über dieses Stückchen ein Strom fließt.
Streng genommen gibt es aber immer einen Potentialunterschied, weil über Leitungen Spannungsgradienten entsteht. Nur zwischen zwei Punkten, bei denen P1 = P2 ist, beträgt die Spannung 0,0V (unendlich viele Nullen nach dem Komma)
Das Problem ist dass beide Platten des Kondensators bereits (rechts) miteinander verbunden sind (Kurzschluss). Somit sind beide Messpunkte ("Beine") quasi immer auf einem "gleichen Punkt"/Potential. An keiner deiner Messweisen wirst du eine Spannung messen können.
U=Q/C
Wenn du d verkleinerst, wird C größer und somit U kleiner.
Wo ist jetzt das Problem?
Ich sehe garade, dass du den Kondensator kurzgeschlossen hast - das ist natürlich unsinnig.