Wie viel Ladung kann ein Kondensator tragen?
Die Kapazität C = Q/U
Ein Kondensator wird dadurch aufgeladen, dass an seine Platten eine Spannung
angelegt wird. Je höher die Spannung ist, desto größer wird entsprechend auch
seine Ladung sein. Es gilt: Q∼U oder Q/U = const.
Diese Konstante wird als Kapazität des Kondensators bezeichnet. Sie beschreibt
also die "Aufladbarkeit" eines Kondensators. Je größer seine Kapazität ist,
desto leichter kann eine Ladung auf ihn aufgebracht werden und desto mehr
Ladung kann er speichern.
| Herleitung 1) experimentell Laden Sie einen Kondensator mit einen festen Spannung auf. Trennen Sie nun die Spannungsquelle und bestimmen Sie die Ladung einer Platte mit Hilfe eines Elektroskopes oder eines Ladungsmessgerätes. Wiederholen Sie den Versuch für unterschiedliche Plattengrößen und Plattenabstände. |
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Herleitung 2) Definition der elektrischen
Feldstärke
Die elektrische Feldstärke ist zum einen über das Potential definiert:
E = U/d
Außerdem ist es über die Ladungsdichte definiert:
E = mit ε0 =
8,854187817...E-12
Führen Sie diese beiden Definitionen so zusammen, dass eine Definition der
Kapazität entsteht.
Herleitung 3) Intuitiv
Führen Sie zwei Gedankenexperimente durch:
1) Stellen Sie zwei gleiche Kondensatoren nebeneinander und schließen
Sie sie an die gleiche Spannungsquelle an. Überlegen Sie sich an diesem
Aufbau den Zusammenhang zwischen Kapazität und Fläche.
2) Laden Sie einen Kondensator auf und ziehen Sie die Platten
auseinander.
Überlegen Sie sich an diesem Aufbau den Zusammenhang zwischen Kapazität
und Plattenabstand.