Kraft zwischen zwei Kondensatorplatten - Kirchhoffsche ...
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<strong>Kraft</strong> <strong>zwischen</strong> <strong>zwei</strong> <strong>Kondensatorplatten</strong> - <strong>Kirchhoffsche</strong> Potentialwaage Oto E2.9<br />
Kurzbeschreibung<br />
Demonstration der <strong>Kraft</strong> <strong>zwischen</strong> <strong>zwei</strong> geladenen<br />
<strong>Kondensatorplatten</strong>, Experimentalerfahrung zur Größe<br />
elektrostatischer Kräfte, Bestimmung der Dielektrizitätskonstanten.<br />
Stückliste / Schaltplan<br />
Pos. Teile Nr. Standort<br />
1 Hochspannungsquelle 6 kV<br />
2 Kondensatorplatte mit Isolator u. Stativ<br />
3 Waage und Wägesatz<br />
4 Pinzette mit isoliertem Griff<br />
5 Pertinaxplättchen 4 mm (Abstandshalter)<br />
6 Kabel<br />
7 ggf. TV-Kamera
<strong>Kraft</strong> <strong>zwischen</strong> <strong>zwei</strong> <strong>Kondensatorplatten</strong> - <strong>Kirchhoffsche</strong> Potentialwaage Oto E2.9<br />
Detailbeschreibung<br />
Zuerst wird die horizontal an einem Stativ isoliert aufgehängte Kondensatorplatte möglichst genau parallel zur<br />
Waagschale ausgerichtet. Ein Abstandsplättchen aus Pertinax von 4 mm Dicke wird auf die Waagschale gelegt und<br />
durch ein Gegengewicht ausgeglichen. Die Kondensatorplatte soll gerade bis zur Berührung des Plättchens<br />
abgesenkt werden. Zwischen Waage und Kondensatorplatte wird nun Hochspannung von ca. 6 kV angelegt.<br />
Vorsicht beim Hantieren!<br />
In mehreren Versuchen ermittelt man durch Auflegen von Gewichtsstücken die maximale Haltekraft. Diese<br />
berechnet sich aus der elektrostatischen <strong>Kraft</strong> F, die auf die Ladung Q 1 der einen Platte im elektrischen Feld E 2 der<br />
anderen Platte (halbes Kondensatorfeld) wirkt:<br />
F Q E A U U<br />
<br />
d 1<br />
<br />
2d<br />
2<br />
Aus der Haltekraft F = mg kann man 0 berechnen:<br />
1 2 0 0<br />
Datenbeispiel: A = 314 cm 2 , U = 6,0 kV, d = 4 mm, m = 31 g,<br />
2<br />
2mg<br />
d <br />
12<br />
As<br />
0<br />
86 . 10<br />
A U <br />
Vm<br />
<br />
A<br />
U d<br />
Wichtig: Justierung von Kondensatorplatte und Waage. Bei ausgeschalteter Spannung muß bzw. soll Waage<br />
bereits bei Auflegen von 1 g absinken.<br />
<br />
<br />
<br />
2<br />
Bemerkungen<br />
Achtung !<br />
Ungesicherte Hochspannung<br />
Weitere Dokumente<br />
H. J. Paus: Physik in Experimenten und Beispielen, Kapitel 24.4,<br />
Carl Hanser Verlag 1995
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