Untersuchung von Wasser als Dielektrikum im Kondensator

Inhaltsverzeichnis
1 Motivation und Einleitung 4
2 Physikalischer Hintergrund 4
2.1 Das Dielektrikum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 Kondensatoren und Kapazitäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2.1 Kondensatoren allgemein betrachtet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2.2 Der Versuchskondensator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3 Das Elektrometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.4 Berechnung der Kapazitäten der Kabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.4.1 Die Kapazität von Bananenkabeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.4.2 Die Kapazität von Koaxialkabeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.4.3 Beurteilung der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.5 Methoden zur Bestimmung der Kapazität C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.5.1 Auf- und Entladung eines Kondensators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.5.2 Wiensche Brücke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.6 Bestimmung der Dielektrizitätskonstante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3 Versuchsdurchführungen 20
3.1 Versuchsaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.2 Messreihen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.2.1 Wiensche Brücke zur Bestimmung der Kondensatorkapazität . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.2.2 Entladekurve durch Selbstentladung des Kondensators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.2.3 Das Dielektrikum bei Niederspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.2.4 Das Dielektrikum bei Hochspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4 Fehlerrechnung 30
5 Fazit und Ausblick 31
Literatur 32
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