Hi!
Ich würde in diesem Thema gerne ab und an mal ein physikalisches Problem posten, was ich nicht gelöst bekomme. Ich glaube das wird noch öfter passieren und ich denke, dass hier ja auch durchaus die richtigen Leute unterwegs sind.
Primär gehts mir nur darum, dass mir gezeigt wird, was mein Denkfehler ist, bitte nicht die Aufgabe für mich lösen.
________
§\text{Ein Plattenkondensator mit quadratischen Platten mit }a=0{.}4m \text{, dessen Zwischenraum mit Luft gefuellt und }d=2\cdot 10^{-3}m \text{ breit ist, wird mit }U_1=25V \text{ aufgeladen.}§
§\text{Folgend wird er mit einem anderen, nichtgeladenen Kondensator mit einer Kapazitaet von }C_2=200\cdot 10^{-12}F \text{ verbunden.}§
§\text{Welche Spannung }U_g \text{ stellt sich zwischen den Kondensatorplatten ein?}§
Mein Lösungsansatz ist der folgende:
§C_1=\varepsilon_0 \cdot \varepsilon_r \cdot \frac{A}{d} \wedge \varepsilon_r=1 \wedge A=a^2§ Damit hat man erst einmal die Kapazität des Plattenkondensators. Durch
§\frac{1}{C_g} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} \Leftrightarrow C_g=\frac{C_1 \cdot C_2}{C_1+C_2}§ ergibt sich die Gesamtkapazität.
Nach
§U_g=\frac{Q_g}{C_g}§ fehlt noch die Ladung, die man über
§Q_g=Q_1=C_1 \cdot U_1§ ermitteln kann.
Am Ende hat man also
§U_g=\frac{\varepsilon_0 \cdot \frac{a^2}{d} \cdot U_1}{\frac{\varepsilon_0 \cdot \frac{a^2}{d} \cdot C_2}{\varepsilon_0 \cdot \frac{a^2}{d} + C_2}}§, was mich aber, wenn man die Werte mal einsetzt, zu einem vollkommen falschem Ergebnis führt, nämlich ca.
§113§, was ja einfach nicht stimmen kann, es kamen ja keine Ladungsträger hinzu. Es steht fest, dass das Ergebnis
kleiner sein muss, als die ursprüngliche Spannung von
§25V§.
Ich hab das Problem jetzt mehrfach überdacht aber irgendwie komme ich nicht drauf. Wo ist der Denkfehler?
Welche Spannung berechne ich hiermit, offensichtlich ja nicht die geforderte, doch irgendeine andere macht für mich ebenso wenig Sinn?