Einfluss von Nichtleitern (Dielektrika) im Feld; Dielektrizitätszahl εr
Versuch:
Durchführung:
Als erstes belädt man den Kondensator mittels einer leitenden Kugel, danach ließt man die Spannung ab und notiert diese. Nun schiebt man ein Dielektrikum zwischen die Kondensatorplatten welches möglichst den Platz komplett ausnutzt und ließt erneut die Spannung ab. Zum Schluss zieht man das Dielektrikum wieder heraus und ließt zum letzten mal die Spannung ab.
Beobachtung:
Sobald ein Dielektrikum zwischen den Platten war ging die Spannung deutlich runter, wenn man das Dielektrikum wieder entfernt hat ging sie auf den vorherigen Wert wieder zurück. [kleine Verluste sind möglich durch eventuelle Berührungen des Kondensators mit dem Dielektrikum].
Dielektrika sind Nichtleiter.
Auswertung:
Die Spannung ( U ) sinkt durch das Dielektrikum; das heißt die Kapazität ( C ) steigt da:
Definition:
Die Dielektrizitätszahl εr ist der Zahl Faktor, um den sich die Kapazität erhöht, wenn man den leeren Raum zwischen den Kondensatorplatten durch das betreffende Dielektrikum füllt:
C ~ εr
Dielektrizitätszahlen εr
Glas 5-16
Plexiglas 3-3,5
Keramik 104
Wasser 81
Luft 1,00058
Vakuum 1
Die Kapazität ( C ) eines Plattenkondensators mit der Fläche ( A ) und dem Plattenabstand ( d ) beträgt bei hinreichend Homogenen Feld:
Erklärung:
Es bilden sich Polarisationsladungen an den Oberflächen, deswegen enden Feldlinien zum Teil an der Oberfläche.
Die Feldstärke ( E ) ist kleiner als in Luft. Die Spannung wird kleiner da U = E * d
C = Q / U
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