Condensatoren
Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood
-
- Berichten: 299
Condensatoren
Hallo, ik heb problemen met de volgende vraag. Ik weet niet hoe er aan te beginnen.
De afstand tussen de platen van een vlakke condensator bedraagt 3mm. De ruimte tussen de platen wordt gevuld met een 2 mm dikke laag met een diëlektrische constante gelijk aan 6 en met een 1 mm dikke laag met een diëlektrische constante gelijk aan 2. De plaat grenzend aan de 1 mm dikke laag wordt geaard. De andere plaat wordt positief geladen tot een potentiaal van 1000 V. Bereken:
a) de potentiaal van het grensvlak tussen de 2 diëlektrica. (600V)
b) de ladingsdichtheid op de condensatorplaten. (10.62 μC/m²)
Iemand die me kan helpen?
De afstand tussen de platen van een vlakke condensator bedraagt 3mm. De ruimte tussen de platen wordt gevuld met een 2 mm dikke laag met een diëlektrische constante gelijk aan 6 en met een 1 mm dikke laag met een diëlektrische constante gelijk aan 2. De plaat grenzend aan de 1 mm dikke laag wordt geaard. De andere plaat wordt positief geladen tot een potentiaal van 1000 V. Bereken:
a) de potentiaal van het grensvlak tussen de 2 diëlektrica. (600V)
b) de ladingsdichtheid op de condensatorplaten. (10.62 μC/m²)
Iemand die me kan helpen?
- Pluimdrager
- Berichten: 6.591
Re: Condensatoren
Pas de volgende wet van Gauss toe
Nu kunnen we met behulp van de lijn integraal van de elektrische veldsterkte binnen 1 zo''n dielektricum het potentiaalverschil over dit dielektrikum berekenen.
\(\int_{S} \vec{D} \cdot d\vec{S}=\sum ( q_{vrij} ) \)
Bereken eerst de grootte van de vector \(\vec{D}\)
in beide dielektrica , en daarna de grootte ven de elektrische veldsterkte \(E_{d1}\)
en \( E_{d2} \)
in beide dielektrica .Nu kunnen we met behulp van de lijn integraal van de elektrische veldsterkte binnen 1 zo''n dielektricum het potentiaalverschil over dit dielektrikum berekenen.
\(\int \vec{E_{d}}\cdot d\vec{r}=V_{begin} -V_{eind}\)
-
- Berichten: 299
Re: Condensatoren
Ik heb het geprobeerd, maar ik kom nog steeds niet het juiste antwoord uit. enkele vraagjes:
1) waarvoor staan de D in de formule?
2) hoe bereken je de som van de ladingen en wat bedoel je precies met vrije lading?
alvast bedankt voor het antwoord!
1) waarvoor staan de D in de formule?
2) hoe bereken je de som van de ladingen en wat bedoel je precies met vrije lading?
alvast bedankt voor het antwoord!
- Pluimdrager
- Berichten: 6.591
Re: Condensatoren
\(\vec{D}\)
is de vector van de dielektrische verplaatsing.Met vrije elektrische ladingen bedoel ik de lading
\(Q^+ \)
op de positieve plaat van de condensator en de lading \(Q^- \)
op de negatieve plaat van de condensator.In tegenstelling tot deze zogenaamde vrije ladingen ontstaan er ook de zogenaamde oppervlakte polarisatie ladingen op bepaalde oppervlakken van de 2 soorten dielektrikum.
Ik zal in mijn volgende bericht een tekening maken. Dan wordt het wel duidelijk.
- Berichten: 2.097
Re: Condensatoren
Je mag in een condensator een extra (denkbeeldige) metalen plaat zetten. Dat beïnvloedt de interne elektrische velden niet.
Wat je nu bekomt zijn twee condensatoren in serie.
Plaats die denkbeeldige plaat op het grensoppervlak van de twee diëlektrica en je krijgt twee normale condensatoren die je nu makkelijk kan uitrekenen met
Wat je nu bekomt zijn twee condensatoren in serie.
Plaats die denkbeeldige plaat op het grensoppervlak van de twee diëlektrica en je krijgt twee normale condensatoren die je nu makkelijk kan uitrekenen met
\(C=\frac{\epsilon A}{d}\)
"Why must you speak when you have nothing to say?" -Hornblower
Conserve energy: Commute with a Hamiltonian
Conserve energy: Commute with a Hamiltonian
-
- Berichten: 299
Re: Condensatoren
Ok, en hoe moet het dan verder? Q/A is nog niet expliciet bekend en om het uit de formule te halen heb je de diëlektrische constante nodig van het geheel denk ik. En hieruit de potentiaal dan te berekene komt de integraal er op neer om de veldsterkte van A maal 1mm te doen en die van B maal 2?
- Pluimdrager
- Berichten: 6.591
Re: Condensatoren
Kijk nu eens naar de tweede regel in de tekening.
\(Ed_{A} \cdot 0,002+Ed_{B} \cdot 0,001=1000\)
We weten dat\(Ed_{A}=\frac{Q^+}{\epsilon_{0} \cdot 6 \cdot A}\)
en dat\(Ed_{B}=\frac{Q^+}{\epsilon_{0} \cdot 2 \cdot A} \)
Vervang nu in de tweede regel de waarde vanEd(A) en Ed(B) door de hierboven gegeven formulesDan is de waarde van
\(\frac{Q^+}{A}\)
te berekenen.