Potential eines Feldes zwischen zwei Platten berechnen?
Aufgaben unten.
die a versteh ich, die b nicht ganz und die x komplett nicht. Wäre nett wenn sie jemand vorrechnen oder die Lösung beschreiben könnte.
Das Ergebnis basiert auf 2 Abstimmungen
3 Antworten
Hallo 2001prozentig,
zu meiner Abstimmung: das Thema 'Potential' ist schon richtig, aber es gehört natürlich auch zur Physik. Nur 'Magnetfeld' wäre falsch, denn wir rechnen im Ruhesystem der beiden Platten, in dem das elektromagnetische Feld rein elektrisch ist.
Das macht es uns hier sogar recht einfach. In der Aufgabe ist von Spannung die Rede, und Spannung ist Potentialdifferenz. Anschaulich kannst Du sie mit einem Höhenunterschied vergleichen.
Die elektrische Feldstärke ist nichts anderes als das Gefälle des Potentials (anschaulich: große Feldstärke ≙ steiler Abhang). Dementsprechend wird sie auch in V/m angegeben. Man kann sie auch von der Definition als Kraft pro Ladung in N/C angeben, aber das ist dasselbe, denn Volt ist Joule durch Coulomb.
Wenn die Höhendifferenz Δz zwischen Anfang und Ende einer Δx = 500m langen Straße 50m beträgt, ist die durchnittliche Steigung bzw. das durchnittliche Gefälle
Δz/Δx = 50m/500m = 0,1 = 10%.
Genauso natürlich mit anderen Einheiten - rechnet man das hier auch:
E = |E›| = U/d = 22,5V/3·10⁻²m = 7,5·10²V/m.
Das 'E›' steht für die elektrische Feldstärke samt ihrer Richtung.
Für den anderen Aufgabenteil muss man wissen, dass V = J/C ist und in einem homogenen Feld ≙ gleichmäßige Steigung die Potentialdifferenz linear mit dem Abstand parallel zum Feld, also besteht auf ⅔ der Strecke auch nur ⅔ der Potentialdifferenz, 15V statt 22,5V.
Da elektrische Potentialdifferenz potentielle Energiedifferenz pro Ladung ist, ist umgekehrt potentielle Energiedifferenz Potentialdifferenz mal Ladung, also
ΔEₚ = U·q = 15V·6·10⁻⁸ = 90·10⁻⁸J = 9·10⁻⁷J.
b)
ΔW = q*E*Δs
E=U/d
ΔW= ...?
c)
Die positive Platte ist um 22,5V positiver als die negative. Wenn man das Potenzial der negativen Null setzt, ist das Potenzial der positiven daher +22,5V.
b) Epot ist das Potential aus a mal der Ladung aus b. phi = W(Arbeit)/q
E = W/q mal Qb
c) Die Feldlinien der Positiven Platte zeigen von der Platte weg, Der elektrische Fluss ist Null oder die Feldlinien gehen ins unendliche . Daraus folgt das sie Das Potential auch null ist. (Vermutung )
Würde mich interessieren was die Antwort ist.