Elektrisches Feld und Kapazität C

L

M

In der Ebene ist eine Ladung Q₁ = 4 µAs bei x = 0, y = 0, eine zweite Ladung Q₂ = -6 µAs bei x = 0, y = 2 m plaziert.

ε = 8,85·10^-12 As/Vm (Luft bzw. Vakuum)

1. Berechne den Betrag der im Punkt P (3, 2) m von der Ladung 1 erzeugten Feldstärke E₁
   und den Betrag der von der Ladung 2 erzeugten Feldstärke E₂.
2. Zeichne die beiden Feldstärke-Vektoren in einem geeigneten Maßstab bei P.
3. Addiere die beiden Vektoren graphisch (E = E₁ + E₂) und bestimme angenähert den Betrag von E.
4. Versuche auch eine exakte Berechnung.

Ein Plattenkondensator hat eine Fläche von 400 cm². Der Abstand der Platten ist d = 2 cm. Die Ladung Q = 0,2 µAs.

1. Berechne die Flußdichte D
2. Berechne die Feldstärke E in Luft
3. Berechne die Spannung U
4. Berechne die Kapazität C als Zahlenwert und verifiziere die Formel C = εA/d

Berechne für eine Freileitung aus Aluminium die Kapazität zwischen zwei Leitungen je km Länge.

Der Abstand a der Leiter sei 1,20 m.

Der Radius der Leiter R = 0,5 cm.

Hinweis: Für die Kapazität einer Paralleldrahtleitung gilt für a >> R:

Berechne den Widerstand je Leitung und km (ρ = 0,0283 Ω·mm²/m).

Welche Ladung Q ergibt sich bei einer Spannung von 10 kV?