NF — Nichtleiter im elektrischen Feld

Betreuer: ??? (vormittags)

1. Herleitung der Formel für die Kapazität eines Zylinderkondensators.
2. Herleitung der Formel für die Kapazität eines Zylinderkondensators in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe des Dielektrikums.
3. Was sind elementare und induzierte Dipole? Was ist Polarisation?<
4. Die Schaltung mit der Glimmlampe ist gegeben und Werte für U₀ und die Zündspannung (wobei bei uns U₀ kleiner als die Zündspannung war, die Glimmlampe also nicht zündet!). Zeichne den Spannungsverlauf am Kondensator (Erläuterungen dazu schreiben, ansonsten gibt es keine volle Punktzahl auf die Aufgabe)!

Betreuer: Meier (vormittags)

1. Herleitung C koaxial Kondensator
2. C als Funktion der Eintauchtiefe des Dielektrikums
3. Was sind induzierte Dipole, Polarisation und elementare Dipole?
4. Skizzieren einer U(t) Kurve eines Kippsannungsgenerators (Achtung: U₀<U_z)

Betreuer: Herzog (nachmittags)

1. Ein plattenkondensator ist zu 1/3 mit einem dielektrikum mit ε_r=4 gefüllt. wie ändert sich die Kapazität wenn man das Dielektrikum herausnimmt?
2. Wie lange braucht ein Kondensator bis er halb entladen ist? (gegeben: R, C)?
3. Wie verhalten sich Spannung, Kapazität und Ladung eines Kondensators bei
   1. konstanter Spannung,
   2. ohne Spannungsquelle?
4. Herleitung der Formel für die Kapazität eines Zylinderkondensators in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe des Dielektrikums. (die Länge des Kondensators nicht mit h sondern L bezeichnen! — Gibt sonst Punktabzug…)
5. Die Schaltung mit der Glimmlampe ist gegeben und Werte für U₀ und die Zündspannung (wobei bei uns U₀ kleiner als die Zündspannung war, die Glimmlampe also nicht zündet!). Zeichne den Spannungsverlauf am Kondensator (Erläuterungen dazu schreiben, ansonsten gibt es keine volle Punktzahl auf die Aufgabe)!

Betreuer: Eckstein (vormittags)

1. Was ist ein Dipol? Was ist ein induzierter, was ein permanenter Dipol? Wodurch zeichnet sich ein Dipol quantitativ aus?
2. Berechne die Kapazität eines Zylinderkondensators in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe. Skizziere C(x). Wie kann aus den Messungen ε_r berechnet werden?
3. In einen (Luft gefüllten) Plattenkondensator (50V) wird nach Abtrennen der Spannungsquelle ein Dielektrikum geschoben (ε_r=2,5). Wie verhalten sich Q und U? Begründe und beweise.
4. Spannungsverlauf der im Versuch verwendeten Schaltung zeichnen und charakterisieren (Berechnung von t(U_z)−t(U_L) mit U_z: Zündspannung, U_L: Löschspannung). Wie sieht der Graph aus, wenn U₀=120V, U_Z=180V?

Hinweise

Bei dem Verusch sollten wir den 2. Punkt der Anleitung, also die vorbereitenden Messungen mit dem Oszilloskop weglassen, weshalb der Versuch sehr gut in der Zeit zu schaffen war.
Sucht euch die Lissajousfiguren mit dem Frequenzverhältnis 1:1, Berechnungen werden dadruch ein wenig einfacher.