Untersuchung von Wasser als Dielektrikum im Kondensator
Untersuchung von Wasser als Dielektrikum im Kondensator
Untersuchung von Wasser als Dielektrikum im Kondensator
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
des <strong>Kondensator</strong>s ganz einfach durch<br />
C<strong>Kondensator</strong> = CGes − CKabel<br />
errechnet werden. Hierbei wird jedoch da<strong>von</strong> ausgegangen, dass die Felder der beiden <strong>Kondensator</strong>en (Kabel +<br />
<strong>Kondensator</strong>) räumlich getrennt sind, was in unserem Fall jedoch nicht gewährleistet wird. Hierdurch werden die<br />
Kabel Ladung auf den Platten induzieren und umgekehrt, wodurch die Zusammenhänge weitaus komplizierter<br />
werden. Hierin sehen wir auch einen großen Anteil an den Abweichungen der Ergebnisse <strong>von</strong> dem Literaturwert.<br />
Das einzige, was hiergegen helfen kann, sind kurze Kabel, bei gleichzeitig riesigem Abstand, was jedoch technisch<br />
nicht möglich ist.<br />
2.5 Methoden zur Best<strong>im</strong>mung der Kapazität C<br />
Im Folgenden werden einige Methoden erläutert, die Kapazität des verwendeten <strong>Kondensator</strong>s zu best<strong>im</strong>men.<br />
2.5.1 Auf- und Entladung eines <strong>Kondensator</strong>s<br />
Eine der einfachsten Messmethoden der Kapazität ist die Entladung über einen bekannten Widerstand. Neben<br />
dem einfachen Versuchsaufbau ist <strong>von</strong> Vorteil, dass Gleichspannung verwendet wird, d.h. die Frequenzabhän-<br />
gigkeit der Permittivität keine Rolle spielt. (Dies war der wichtigste Grund, warum wir diese Methode befür-<br />
worteten. Später stellte sich heraus, dass unsere Befürchtungen über eine mögliche Frequenzabhängigkeit der<br />
Permittivität ungerechtfertigt waren (siehe Abschnitt 2.1).<br />
Wird ein elektrischer Strom an den <strong>Kondensator</strong> angelegt, so lädt sich die Anode positiv und die Kathode negativ<br />
auf (Zwischen Elektrode und Anode verläuft der Stromfluss <strong>als</strong> Verschiebungsstrom). Wenn der Stromfluss<br />
unterbrochen wird, bleibt die Ladung auf den Platten sowie die zugehörige Energie erhalten.<br />
Wird ein geladener <strong>Kondensator</strong> mit einem Widerstand belastet, so entlädt er sich.<br />
Abbildung 7: Schaltskizze zur Auf- und Entladung des <strong>Kondensator</strong>s<br />
Abbildung 8: Spannungsverlauf bei Auf- und Entladung in relativen Einheiten<br />
15<br />
(44)