Prüfungsfrage Pimenov zum Thema Kondensatoren

[sterlingberger]

hi kollegen,

ich wollte fragen, ob jemand die folgende Frage aus Pimenovs Prüfungssammlung ausgearbeitet hat, komm da irgendwie auf nichts besonders sinnvolles:

1.1) Die parallel geschalteten Kondensatoren werden von der Batterie getrennt und in einen Kondensator wird ein Dielektrikum mit epsilon=3 eingebracht (ohne Luftspalt).
Bestimmen Sie a) die Spannung an beiden Kondensatoren, b) die Ladung auf jedem Kondensator und c) die gespeicherte Gesamtenergie nachdem das Dielektrikum vollständig eingebracht worden ist.
1.2) Einbringen des Dielektrikums (epsilon=3) in einen der beiden parallel geschalteten Kondensatoren bei angeschlossener Batterie (10V).
Bestimmen Sie a) die Ladung auf jedem Kondensator, b) die Gesamtenergie.
1.3) Diskutieren Sie die unterschiedlichen Energien von 1.1) und 1.2)

Wär echt cool wenn mir da wer weiterhelfen könnte!

LG

[oppenheimer]

hi kollege,

da gehts um den Unterschied der Energie im Kondensator für den Fall von konstanter Ladung (getrennte Batterie) und konstanter Kapazität. Es wird offensichtlich wenn man die einzelnen Fälle durchrechnet.

Kennst du dich mit der bewegungsgleichung für elektronen im Magnetfeld aus? Da hänge ich gerade. (Geben sie die Bewegungsgleichung eines geladenen Teilchen im Magnetfeld B an wenn das Teilchen anfangsgeschwindigkeit v hat; b) Berehcnen sie die Bahn des Teilchen und die Zyklotronfrequenz)
Mein ansatz gerade ist klassische mechanik (r(t)=1/2at²+vt+r) plus lorenzkraft mit B x v; aber das kommt mir zu simpel vor.

[sterlingberger]

Hi,

ja das Beispiel hab ich ziemlich lückenlos, ich stells nachher von mir aus rauf, wär cool wenn du dafür deine Lösung zu meiner Frage reinstellst.

LG

[sterlingberger]

Hier mal meine Lösung, da steht aber auch in der Angabe soweit ich weiß, dass man den Lösungsweg "skizzieren" soll, deswegen keine Ahnung wie genau Bauer/Pimenov das haben wollen.

LG

[nina_]

ich hab nicht das kondensator-bsp aus der pimenov-fragensammlung durchgerechnet, sondern das aus der sammlung vom hilscher, weil da auch die kapazität der kondensatoren angegeben ist und das bsp somit sinn macht. und genau so ein bsp wird auch im tipler durchgerechnet, also sollt meine rechnung dazu auch korrekt sein.

[sterlingberger]

Hallo nochmal,

erstmal danke nina. Bei meinem Beispiel ist mir noch ein Fehler aufgefallen, da lambda nicht +- qB/m ist, sondern +- iqB/m und man dann auch einen anderen Ansatz wählen muss, nämlich C*exp(iwt) statt C*exp(wt), dann kriegt man einen Realteil und einen Imaginärteil etc, man kann das ganze aber umgehen indem man gleich als Ansatz Acos(wt)+Bsin(wt) nimmt (ungedämpfter Oszi), siehe Anhang. Habs nur für y(t), geht für x(t) aber genau so. Sorry nochmal, sollte jetzt aber stimmen.

LG

edit: das letzte C ist in dem Fall =B1 und nicht oder darf bei y(t) nicht in der Klammer stehen