Feldstärke eines Plattenkondensators

Hier können Sie die Feldstärke eines Plattenkondensators berechnen lassen. Geben Sie dazu unten die Spannung und den Plattenabstand ein.

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Ein Plattenkondensator ist ein elektrisches Bauelement das passiv ist, und elektrische Ladung und damit verbundene Energie speichern kann und man findet ihn in der Physik vor.
Zwei Metallplatten sind durch einen Isolator, dem sogenannten Dielektrikum, zum Beispiel Keramik oder Luft getrennt. Werden durch eine Spannung unterschiedliche Ladungen auf den Plattenkondensator gebracht, so wird ein Elektrofeld gebildet und die Energie die zum Aufladen des Kondensators aufgebracht wurde, wird in dem Feld gespeichert.
Die maximale Spannungsfestigkeit eines Kondensators, bestimmt mit wie viel Spannung der Kondensator belastet werden darf. Ist die Spannung zu hoch, so schlägt der Plattenkondensator durch, und das Dielektrikum wird beschädigt und die Metallplatten werden kurzgeschlossen.

Berechnungen zu der Feldstärke eines Plattenkondensators

Die Ladung eines Kondensators wird mit Farad berechnet und die Spannung hat 1V,um die Kapazität zu ermitteln, nimmt man folgende Formel: C+Q/U also Einheiten von 1F= 1C/1V
die Plattenfläche und der Abstand wird so berechnet:

Die Kapazität des Kondensators ist stark von der Fläche A der Platten abhängig und auch vom Abstand d. Ist A größer und d kleiner, ist die Kapazität C viel größer C=?0 mal r mal A geteilt durch d

Für die Kapazität ist es wichtig, welches Dielektrikum verwendet wird, zum Beispiel Glas(5), Wasser(81), Luft(r=1)oder Hartpapier(3,5). Die Speicherfähigkeit eines Kondensators wird mittels Dielektrikum erhöht, um einen bestimmten Faktor und dieser Faktor wird mit der Dielektrizitätszahl ermittelt. Die Speicherfähigkeit eines Kondensators kann mit speziellen keramischen Stoffen um den Faktor 100 bis 10000 erhöht werden.

Die Kondensatorplatten werden mit Ladung aufgeladen und erzeugen ein elektrisches Feld, welches Energie durch die andere ladung Q erhöht. Folgende Formel ergibt sich: E=Q/UI

Zählt man die Teilenergien zusammen, erhält man die Gesamtenergie des elektrischen Feldes mit entsprechender Formel:E=12/Q/U und mit Q=C/U also E=12/C/U2

Ohne Spannungsquelle

Die Feldstärke im Zwischenraum der Metallplatten, hat homogene Strukturen, abgesehen von den Randzonen. Feldstärke E, Plattenabstand d sowie Spannung U stehen unmittelbar im Zusammenhang:
E= U/d [V/m]
wird die Spannungsquelle unterbrochen, ist am Voltmesser zu sehen das sich erstaunlicherweise nichts geändert hat. Vergrößert man den Abstand des Kondensators, wird die Spannung proportional größer, da
die Ladungen auf den Platten unverändert bleibt, das Potential erhöht wird.

Mit Spannungsquelle

Das elektrische Feld im Zwischenraum der zwei Metallplatten, die unter Spannung sind stehen im Zusammenhang mit der Feldstärke E sowie dem Plattenabstand d und der Spannung U: E= U/d [V/m]

Wird der Abstand d größer und U bleibt gleich, wird die Stärke des elektrischen Feldes verringert und an der Feldliniendichte erkennt man, wie sich die Ladung auf den Platten ändert.