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Auf dieser Seite wurde die Theorie
der Pendelkugel im Plattenkondensator hergeleitet und die Ergebnisse von realen
Experimenten beschrieben.
Die dort hergeleiteten Formeln gehen in die
Simulation auf dieser Seite ein.
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Das Applet zeigt
einen
Blick in einen Plattenkondensator im
Schnitt. Eine kleine Kugel ist zwischen den Platten an einem Faden
aufgehängt. Die Kugel ist positiv geladen. |
Bemerkung: Die Pendellänge l ist in der
Simulation nicht
realistisch dargestellt. Daher sind auch die sich ergebenden Winkel viel zu
groß.
Für die Rechnung wird in der Simulation einen
Pedellänge von 50 cm angenommen, in der Zeichnung ist das Pendel aber nur
8 cm lang.
1. Die elektrische Feldstärke E.
Belasse zunächst die Grundeinstellungen.
(U = 4000 V, d = 0,08 m)
Wenn die Spannung und der
Plattenabstand nicht verändert werden, liegt das elektrische Feld im
Plattenkondensator fest.
Die Ladung auf der Kugel ist zunächst 2 nC.
Stelle nun für die Spannung an den Kondensatorplatten 2000 V ein. Dadurch wird das elektrische Feld im Plattenkondensator schwächer.
2. Wie hängt die elektrische Feldstärke E von der angelegten Spannung U ab?
Wähle nun als Ladung q auf der Kugel 4 nC.
3. Die Ladung auf den Kondensatorplatten erzeugt das elektrische Feld.
Setze nun auch das Häkchen
bei "Feldlinien" um die Feldlinien anzeigen zu lassen.
Die Zahl
der Feldlinien ist ein Maß für die elektrische Feldstärke
E.
Die Zahl der Ladungsvorzeichen neben den Kondensatorplatten ist ein
Maß für die Ladungsmenge Q auf den Platten.
Wiederhole nun das Experiment von 2.)
4.) Der Abstand der Platten d wird verändert.
Wähle als Ladungsmenge q für das Kügelchen 2 nC. Schalte zunächst die Darstellung der Feldlinien aus.
Schalte nun die Darstellung der Feldlinien wieder ein und wiederhole das Experiment.
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Die Simulationen entstanden mit Hilfe von Physlets
von Wolfgang Christian und Mario Belloni vom Davidson College, USA |
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