05.06.2014, 10:37 PM
Mal überlegen.
Sagen wir mal das Teil hat eine Fläche von A=0,4m² und zu Beginn des Gedankenexperiments einen Abstand von d=0,001m.
Experiment 1)
Schritt 1: Es wird eine Quelle angeschlossen, U=100V.
Schritt 2: Mit angeschlossener Quelle wird der Abstand auf d=0,002m erhöht.
Ergebnis 1.1)
C = 1,4nF
Q = 141nC
E = 100kV/m
W = 7µJ
Ergebnis 1.2)
U = const!
C = 708pF
Q = 70,8nC
E = 50kV/m
W = 3,5µJ
Das heißt es wurde mechanische Arbeit gegen das Feld aufgebracht, um einen Strom in die Quelle zu treiben, bis die Hälfte der Ladungsträger abgeflossen war.
Experiment 2)
Schritt 1: Wie oben, wieder mit d=0,001m.
Schritt 2: Ohne Quelle wird der Abstand auf d=0,002m erhöht.
Ergebnis 2.1)
Q = const! (Die Ladungsträger können ja nirgends hinfließen)
C = 708pF
U = 200V
E = 100kV/m
W = 14µJ
Dieses Mal ist die durch mechanische Arbeit zugeführte Energie also im Speicher und nicht in der Quelle gelandet.
Warum also immer Faktor 0,5 bzw. 2? Weil d verdoppelt wurde.
Sagen wir mal das Teil hat eine Fläche von A=0,4m² und zu Beginn des Gedankenexperiments einen Abstand von d=0,001m.
Experiment 1)
Schritt 1: Es wird eine Quelle angeschlossen, U=100V.
Schritt 2: Mit angeschlossener Quelle wird der Abstand auf d=0,002m erhöht.
Ergebnis 1.1)
C = 1,4nF
Q = 141nC
E = 100kV/m
W = 7µJ
Ergebnis 1.2)
U = const!
C = 708pF
Q = 70,8nC
E = 50kV/m
W = 3,5µJ
Das heißt es wurde mechanische Arbeit gegen das Feld aufgebracht, um einen Strom in die Quelle zu treiben, bis die Hälfte der Ladungsträger abgeflossen war.
Experiment 2)
Schritt 1: Wie oben, wieder mit d=0,001m.
Schritt 2: Ohne Quelle wird der Abstand auf d=0,002m erhöht.
Ergebnis 2.1)
Q = const! (Die Ladungsträger können ja nirgends hinfließen)
C = 708pF
U = 200V
E = 100kV/m
W = 14µJ
Dieses Mal ist die durch mechanische Arbeit zugeführte Energie also im Speicher und nicht in der Quelle gelandet.
Warum also immer Faktor 0,5 bzw. 2? Weil d verdoppelt wurde.
Pffffffffft. "Da entwich das Vakuum" - Heinrich Physik, 1857.