Kapazität eines Kondensators
ACHTUNG: Kabel mit Potential muss in der Luft hängen, sonst fließen Ladungen ab.
Ladungsmessung: 10^(-8) As einstellen….
Kirchoffsche Spannungswaage. Kraftwirkung auf Kondensatorplatten
Mit Hilfe eines Lasers und eines Spiegels lässt sich die Waagenposition (Laserpunkt an der Wand/Tafel) exakt feststellen. Nach Anlegen einer Spannung wird mit Hilfe des Kraftmessers die Waage wieder zurück ins Gleichgewicht gebracht.
Kraft zwischen zwei Kondensatorplatten ist gleich der Kraft mit der sie aus der Ruhe gezogen wird.
Es gilt F=1/2 EDA = ½ (epsilon)A U²/d²
Somit gilt F~U² (ging nicht so gut) und F~1/d²
Vorsicht Hebelgesetz beachten.
Meine Messwert:
d=10mm
| U [kV] | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | |
| F [mN] | 0,9 | 3,2 | 6,3 | 9,5 | |
| F_Real [mN] | 0,45 | 1,6 | 3,2 | 4,7 |
d=15mm
| U [kV] | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 |
| F [mN] | 0,1 | 0,4 | 2,3 | 4 | 5,6 |
| F_Real [mN] | 0,0 | 0,2 | 1,2 | 2,0 | 2,8 |
| F_ber[mN] | 2,1 | 3,1 |
d=20mm
| U [kV] | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 |
| F [mN] | 0,3 | 0,7 | 1,5 | 2,3 | 4,3 |
| F_Real [mN] | 0,15 | 0,4 | 0,8 | 1,2 | 2,2 |
Aufbau:
Vergleiche auch http://leybold-didactic.de/literatur/hb/d/p3/p3142_d.pdf
Spannung als Potentialdifferenz
Plattenkondensator wird mithilfe einer Hochspannungsquelle (etwa 3000 V) geladen. Als Flammensonden werden Kerzen verwendet, die mit einem Stück Draht (z.B. umgebogene Büroklammer; siehe Foto) ausgestattet werden. Logischerweise sollten keine Krokoklemmen mit Plastikisolierung verwendet werden.
Mit dem Versuch lässt sich beeindruckend und einfach der Zusammenhang zwischen Potentialdifferenz und Spannung zeigen. Werden die Kerzen weiter auseinander geschoben, so steigt die Spannung an. Befinden sich die Kerzen auf einer gemeinsame Parallelen zu den Platten des Kondensators, so ist die Spannung 0V. Verschiebt man eine Kerze auf dieser Linie (Äquipotentiallinie), so bleibt die Spannung weiterhin 0V.
Einführung der Kapazität C (Plattenkondensator)
Bei diesem Versuch wird die Ladung eines Plattenkondensators in Abhängigkeit von der angelegten Spannung bestimmt und damit die Kapazität C eingeführt.
