Bleibt Energie und Ladung nach Entfernen des Dielektrikums enthalten?

Drei identische Plattenkondensatoren (C1, C2, C3) haben jeweils eine Kapazität von 60 µF. In einen der drei Kondensatoren wird ein Dielektrikum eingesetzt, so dass der Raum zwischen den Platten völlig ausgefullt wird. Hierdurch steigt seine Kapazität auf 95 µF. Jetzt werden die Kondensatoren parallel geschaltet, auf 120 V aufgeladen und dann von der Spannungsquelle getrennt.

a) Wie groß ist die gespeicherte Energie im System?

b) Wie groß sind die Ladungen, welche sich auf den jeweiligen Kondensatoren befinden?

c) Wie groß sind die Ladungen, welche sich auf den jeweiligen Kondensatoren befinden, wenn das Dielektrikum wieder entfernt wird?

d) Wie groß ist die gespeicherte Energie im System nach dem Entfernen des Dielektrikums?

Ansatz

a) E = 1/2 C * U² = 1/2 (60 µF + 60 µF + 95 µF) * 120 ² V = 1,548 J

b) Q1 = Q 2 = C1 * U = 60 µF * 120 V = 7,2 * 10^-3 C.

Q3 = C3 * U = 95 µF * 120 V = 0,0114 C.

c) Hier bin ich mir jetzt nicht sicher. Die Ladung ist wieder gleichverteilt, also ist Q_Ges = Q1 + Q2 * Q3.

Für Q1 und Q2 nimmt man jetzt wieder 7,2 * 10^-3 C. Für Q3 wird in unserem Skript jetzt 0,0114 C vorgeschlagen. Aber ich verstehe das nicht. Das Dieelektrikum wird doch jetzt wieder entfernt. Sollte es dann nicht auch 7,2 * 10^-3 C sein und nicht 0,0114 C?

QGes = Q1 + Q2 + Q3 = 7,2 * 10^-3 C + 7,2 * 10^-3 C + 0,0114 C = 25,8 * 10^-3 C.

QGes = 25,8*10^-3 / 3 = 8,6 * 10^-3

d) E= 1/2 * C * U²

Da Q = C * U => U = Q/C

=> E = 1/2 * C* (Q/C)² = 1/2 * Q²/C

=> El = 1/2 ( (Q1 + Q2 + Q3)/(C1 + C2 + C3))²

= 1/2 ((25,8*10-3 C)/ 60 µF+ 60 µF + 60 µF.)² = 1,849 J.

Ich verstehe es nicht.

Warum wird in der Teilaufgabe c), wo die Ladung nach Entfernen des Diektrikum berechnet werde sollen mit den Wert von 95 µF weitergerechnet und bei der d), wo die Energie im System nach Entfernen das Dieelektrikums berechnet werden soll wieder nur 60 µF?

Also konkret:
Warum rechnet man bei c) QGes = Q1 + Q2 + Q3 = 7,2 * 10^-3 C + 7,2 * 10^-3 C + 0,0114 C = 25,8 * 10^-3 C. und nicht QGes = Q1 + Q2 + Q3 = 3 * 7,2 * 10^-3 C ?

Und wieso rechnet man bei der d) dann plötzlich wieder 1/2 ((25,8*10-3 C)/ 60 µF+ 60 µF + 60 µF.)² statt 1/2 ((25,8*10-3 C)/ 60 µF+ 60 µF + 95 µF.)²

Das erscheint mir doch sehr inkonsistent, dass man bei der c) nochmal die 95 µF hat und bei der d) plötzlich nur noch die 60µF

Liebe Grüße,

euer sehr verwirrter Jensek81

Energie, Elektrotechnik, Spannung, Elektrizität, Kondensator, Ladung, Physik, Vektoren, elektrisches Feld, Elektrotechniker
Artikel ernstnehmbar?

Kann man diesen Artikel ernst nehmen? Ich finde das eine hat hier mit dem anderen nichts zu tun. Was soll hierdran beweisen, dass die Klimakrise eine Lüge ist?

Der Link:

https://uncutnews.ch/dies-ist-der-wichtigste-film-ueber-den-klimawandel-den-sie-je-sehen-werden-und-er-dauert-nur-4-minuten/

Der Text für Leute, die keine Links anklicken/-tippen:

Ivor Cummins postete auf Twitter ein Video über Eiskernbohrungen in Grönland.

„Hört aufmerksam zu. Dies ist das wichtigste Video über den Klimawandel, das Sie je sehen werden, und es dauert nur vier Minuten“, schreibt er dazu. „Schaut es euch an und urteilt selbst. Benutze deinen Verstand!“

In dem Clip zeigt der Glaziologe Jørgen Peder Steffensen einen Eiskern aus der Wikingerzeit. Der fiel in die Mittelalterliche Warmzeit, als es durchschnittlich 1,5 Grad wärmer war als heute.

Eisbohrkerne enthalten wichtige Informationen über das Klima der Erde. Anhand der insgesamt drei Kilometer langen Eiskerne können die Wissenschaftler sozusagen 120.000 Jahre in die Vergangenheit blicken.

Steffensen konnte die Durchschnittstemperatur der letzten 10.000 Jahre auf ein Tausendstel Grad genau bestimmen. Was stellt sich heraus? Vor viertausend Jahren war es im Durchschnitt 2,5 Grad wärmer als heute.

Zwischen 4000 und 2000 Jahren sank die Durchschnittstemperatur in Grönland um 2,5 Grad. Dann stieg die Temperatur während der mittelalterlichen Warmzeit leicht an. Danach sank die Temperatur erneut, um dann um 1875 wieder anzusteigen, etwa zu der Zeit, als die meteorologischen Beobachtungen begannen.

Die gleichen Beobachtungen wurden auch an anderen Orten der nördlichen Hemisphäre gemacht.

Es wird sehr schwierig sein zu beweisen, dass der Temperaturanstieg im 20. Jahrhundert vom Menschen verursacht wurde oder das Ergebnis einer natürlichen Schwankung ist, betonte Steffensen. „Schließlich haben wir mit den Messungen am kältesten Punkt der letzten 10.000 Jahre begonnen."

Zusammenhanglos 71%
Unglaubwürdig 29%
Glaubwürdig 0%
Umweltschutz, Natur, Erde, Zukunft, Umwelt, Temperatur, Hitze, Wetter, Klimawandel, Wissenschaft, Klimaschutz, Gesellschaft, Klima, Meteorologie, Physik

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