Kondensator

Die Stärke des elektrischen Feldes zwischen den Platten eines Kondensators wird durch Faktoren Spannung Abstand definiert und wird im Allgemeinen durch Feldlinien dargestellt. Ein solches Feld wird als homogen bezeichnet, da die Feldvektoren gleich gerichtet sind und gleiche Beträge haben.

Wie jedes Metall bestehen die beiden Kondensatorplatten aus Atomen. Wird der Kondensator geladen, werden über den angelegten Strom der einen Platte Valenzelektronen entzogen und auf die andere Platte gebracht. Die Ladung einer Platte bei einer bestimmten Spannung wird als Kapazität des Kondensators definiert.

Existiert ein elektrisches Feld, dann wirkt auf ein geladenes Teilchen innerhalb des Kondensators eine Kraft. Diese Kraft ist im homogenen Feld des Kondensators immer gleich, sie hängt lediglich von der Ladung des Probeteilchens ab. Wird das Teilchen im Feld bewegt, dann wird Arbeit geleistet, nämlich Kraft · Weg.

Applet

Ihr Laufzeitumgebung muss Version 1.5 oder später unterstützen.

Beschreibung

Das Applet verfügt über zwei Anwendungsmodi. So kann entweder eine Stromquelle angeschlossen und damit das elektrische Feld verändert werden, oder der Benutzer kann diese Stromquelle abklemmen und dann den Effekt einer Abstandsänderung auf den Potentialunterschied zwischen den Platten untersuchen.

Ist die Spannungsquelle angeschlossen, so stehen dem Benutzer ein Spannungs- und Abstandsregler zur Verfügung, mit denen er das elektrische Feld zwischen den Kondensatorplatten steuern kann. Auch können Sie den Stromkreis über die entsprechende Schaltfläche umpolen. Ist die Darstellung von Feldlinien aktiviert, so wird eine dem Feld angemessene Anzahl von Feldlinien ausgegeben. Der exakte Wert der Feldstärke wird - wie auch alle anderen Berechnungen - in gelber Farbe ausgegeben.

Die Kapazität des Kondensators wird unter der Annahme runder Kondensatorplatten vom Radius r = 11,0 cm errechnet. Die Ladung einer Kondensatorplatte folgt aus diesem Ergebnis. Beide Werte werden neben der Feldstärke ausgegeben.

Die auf das Teilchen im Feld wirkende Kraft wird durch einen gelben Vektor dargestellt. Die Ladung dieses Probeteilchens kann über den dritten Regler variiert werden. Durch Mausklick in das Feld bzw. durch Ziehen lässt sich das Teilchen verschieben. Für die jeweils letzte Teilchenbewegung wird die Arbeit ausgegeben.

Ist dagegen der Spannungsmesser aktiviert, so wird der Spannungsregler deaktiviert und es kann die Spannungsänderung bei Abstandsänderung gemessen werden.