Plattenkondensatoren

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,
ich komme bei folgendem Gedankenexperiment einfach nicht weiter:
Zwei Plattenkondensatoren werden über zwei Spannungsquellen mit zwei verschiedenen Spannungen aufgeladen. Der Minus-Anschluss beider Spannungsquellen wird auf dasselbe Nullpotential (Erdung) gelegt.

Tragen die beiden geerdeten Platten jetzt unterschiedliche Ladungen? Müsste doch so sein. Andererseits hätte ich doch dann aber wieder eine Potentialdifferenz, oder nicht ? Irgendwie drehe ich mich im Kreis …
Danke für jeden Tipp / Hinweis.

#2

Hallo Jean!

Tragen die beiden geerdeten Platten jetzt unterschiedliche
Ladungen? Müsste doch so sein.

Warum?

(Denk nach, bevor du mir antwortest!)

Grüße

Andreas

#3

(Denk nach, bevor du mir antwortest!)

Grüße

Andreas

Hallo Andreas,
meine Überlegungen:

  1. Wenn es heisst, ein Plattenkondensator trage die Ladung Q,
    so bedeutet dies ja (so vertstehe ich das):
    Die eine Platte trägt die Ladung +Q und die andere -Q

  2. Ich könnte auch folgendermaßen argumentieren
    Wenn ich eine positiv geladene Platte der(zunächst ungeladenen) geerdeten Platte nähere, so entstehen auf dieser (geerdeten) Platte Influenzladungen, die (nach der Methode der Spiegelladungen) genau so groß sind, wie die Ladung auf der positiven Platte - aber eben mit umgekehrtem Vorzeichen).

  3. Wenn beide geerdeten Platten dann miteinander verbunden würden, so hätte ich zwei Platten mit selbem Potential (nämlich Null), ABER unterschiedlicher Ladung ???

Wenn beide Platten aber unterschiedliche Ladung tragen und miteinander werden, so findet doch ein Ladungsausgleich statt - d.h.: es fließt ein Strom. Das würde aber bedeuten, dass zwischen den beiden geerdeten Platten eine Potentialdifferenz herrscht ?!?!

Ich hoffe, ich habe mich nicht zu konfus ausgedrückt …

Gruß
Jean

#4

Hallo!

  1. Wenn es heisst, ein Plattenkondensator trage die Ladung Q,
    so bedeutet dies ja (so vertstehe ich das):
    Die eine Platte trägt die Ladung +Q und die andere -Q

Warum?
Wo ist zwischen
+Q und -Q
und
+2Q und 0
der Unterschied?

Wenn ich eine positiv geladene Platte der(zunächst
ungeladenen) geerdeten Platte nähere, so entstehen auf dieser
(geerdeten) Platte Influenzladungen, die (nach der Methode der
Spiegelladungen) genau so groß sind, wie die Ladung auf der
positiven Platte - aber eben mit umgekehrtem Vorzeichen).

Logisch.

  1. Wenn beide geerdeten Platten dann miteinander verbunden
    würden, so hätte ich zwei Platten mit selbem Potential
    (nämlich Null), ABER unterschiedlicher Ladung ???

Spricht was dagegen?

Wenn beide Platten aber unterschiedliche Ladung tragen und
miteinander werden, so findet doch ein Ladungsausgleich statt

Warum?
Du schreibst selber, die Ladungen würden durch Influenz bewirkt. Könnte es nicht sein, dass die Influenz, so lange sie besteht, die Ladungen „festhält“ und daran hindert, sich auszugleichen?

Ich hoffe, ich habe mich nicht zu konfus ausgedrückt …

Nein! Ganz im Gegenteil!

Grüße

Andreas

#5

Hm, ich glaube, die Verwirrung (bei mir) kommt daher, dass ich davon ausgehe, Äquipotentialflächen (z.B. 2 geerdete Kondensatorplatten) müssten auch die gleiche Ladung (bzw. gleiche Flächenladungsdichte) besitzen. Das ist -wenn ich’s recht begriffen habe- nicht der Fall.

Nun sei mir aber noch folgende Frage erlaubt:
Was geschieht dann, wenn man die zwei Platten eines Kondensators, die unterschiedliche Ladungen tragen, gleichzeitig erdet ?
Dann hätte ich’s doch wieder:
Unterschiedliche Ladungsdichten auf selbem Potential und damit kein Feld zwischen den Platten ??? Das kann’s aber irgendwie auch nicht sein. Oje…

#6

Hallo!

Was geschieht dann, wenn man die zwei Platten eines
Kondensators, die unterschiedliche Ladungen tragen,
gleichzeitig erdet?

Kommt drauf an.

Wenn es „nur“ zwei Platten sind, liegt zwischen Polen Spannung an, also fließt beim Kurzschließen Strom.

Wenn es dagegen vier Platten sind, und die unterschiedlichen Ladungen influenzbedingt, also durch außenliegende Kraffelder „festgehalten“ werden, liegt zwischen den inneren Polen keine Spannung an und fließt kein Strom.

Unterschiedliche Ladungsdichten auf selbem Potential und damit
kein Feld zwischen den Platten?

Gibt es so was? Wenn ja, dann kann ich es mir nur dadurch erklären, dass das Feld zwischen den beiden inneren Platten neutralisiert wird durch das Influenzfeld zwischen den beiden äußeren Platten.

Das kann’s aber irgendwie auch nicht sein.

Warum nicht?

Grüße

Andreas

#7

Hallo,

ich komme bei folgendem Gedankenexperiment einfach nicht
weiter:
Zwei Plattenkondensatoren werden über zwei Spannungsquellen
mit zwei verschiedenen Spannungen aufgeladen. Der
Minus-Anschluss beider Spannungsquellen wird auf dasselbe
Nullpotential (Erdung) gelegt.

Tragen die beiden geerdeten Platten jetzt unterschiedliche
Ladungen? Müsste doch so sein. Andererseits hätte ich doch
dann aber wieder eine Potentialdifferenz, oder nicht ?
Irgendwie drehe ich mich im Kreis …
Danke für jeden Tipp / Hinweis.

wenn die beiden platten auf einer schiene liegen, haben sie beide das gleiche potenzial. potenzial entsteht nur zwischen nicht durch freie ladungsträger verbundene platten(potenzial ist ein maß für ein feld). das ist erst mal sicher, denn sobald die verbunden sind, findet ein potenzialausgleich statt.
die anzahl der ladungen ist aber abhängig von der größe der kondensatorplatten. je größer die platten bei gleicher spannung, desto mehr frei bewegliche ladungen sind darin(desto größer ist die kapazität) bei gleicher ladungsdichte.
sprich: schneidest du eine kondensatorplatte in 2 hälften, halbierst du die anzahl frei beweglicher elektronen und die kapazität, nicht aber das potenzial.
sobald ein ladungsdichteungleichgewicht entsteht, sich also die ladungsdichte auf einer seite ändert, fließt ein strom - sprich - es bewegen sich ladungen in die region, in der die dichte geringer ist und füllen die lücken(oder umgedreht).

erdet man das, wird das potenzial und die ladungsdichte konstant gehalten. egal, wo sich die ladungsdichte ändert, sie nimmt am ende das potenzial der erde an.
erdet man es nicht, entsteht ein potenzial zwischen dem leiter und der erde.

#8

Wenn beide Platten aber unterschiedliche Ladung tragen und
miteinander werden, so findet doch ein Ladungsausgleich statt

korrekt

  • d.h.: es fließt ein Strom.

für eine nanosekunde

Das würde aber bedeuten, dass
zwischen den beiden geerdeten Platten eine Potentialdifferenz
herrscht ?!?!

nach einer nanosekunde nicht mehr

#9

Hallo

Beim Plattenkondensator entsteht eine Spannung zwischen den Platten, die der Spannungsdifferenz der beiden Spannungsquellen entspricht.
Außerdem gibt es eine Aufladung des Kondensators nach außerhalb abweichend von 0 oder Masse, die hauptsächlich an den Spitzen auftritt und der absoluten Spannung der Spannungsquellen entspricht.

MfG
Matthias

#10

Vielen Dank für die Antworten.
Ich denke, ich habs’s kapiert.
Die Influenzladungen sind der Schlüssel.

Viele Grüße
Jean