Untersuchung von Wasser als Dielektrikum im Kondensator

Abbildung 12: Oszilloskopausgabe mit Versuchskondensator d = 2, 5cm; R3 = 10kΩ (Potentiometer); R4 =
10kΩ; C2 = 15pF
Es ist zu sehen, dass sich die Querspannung nicht auf null Regeln lässt. Außerdem geht eine minimale Pha-
senverschiebung ein, welche gegen die Phasenbedingung verstößt. Im Komplexen würde das bedeuten, dass
sich die Drehwinkel unterscheiden. Die Frequenz musste wie oben berechnet sehr hoch gehalten werden (hier
11MHz − 25MHz). Offensichtlich gehen Fehler ein, die wir noch nicht betrachtet haben, wie zum Beispiel die
Kapazitäten der Kabel und des Steckbrettes. Diese müssen bei einem solchen Aufbau mit Steckbrett viel größer
sein als die Kapazität Cx. Mit einem solchen Aufbau eignet sich die Wiensche Wechselspannungsbrücke also
nicht zum Messen von sehr kleinen Kapazitäten. Da wir eine sehr kleine Kapazität messen wollen, eignen sich
unsere Potentiometer auch nicht mehr. Leider muss der Versuch, die Wiensche Wechselspannungsbrücke für un-
seren Versuch zu nutzen, an dieser Stelle abgebrochen werden, da ein genaues Messen der Kondensatorkapazität
nicht möglich ist. Um eine bessere Abschätzung im Falle einer Nutzung machen zu können, müssten außerdem
die Kapazitäten der Kabel und des gesamten Aufbaus berücksichtigt werden.
3.2.2 Entladekurve durch Selbstentladung des Kondensators
Um eine Vorstellung der Versuchsbedingungen zu bekommen, beschäftigen wir uns vor Versuchsbeginn damit,
wie schnell sich der Kondensator durch den Versuchsaufbau entlädt. Einen großen Teil der Entladung verursachen
die Kabel und das Elektrometer. Wenn wir später ein Dielektrikum zwischen die Platten schieben, müssen wir
eine Vorstellung davon haben, in welcher Zeit sich der Kondensator soweit entlädt, dass wir nicht mehr von
einem zeitlich konstanten Ladungsverteilung auf den Platten ausgehen können. Die Spannung soll bei einem
solchen Aufbau nach Möglichkeit nach Entfernen des Dielektrikums wieder auf den Ursprungswert ansteigen.
Um eine Abschätzung der Halbwertszeit machen zu können, laden wir die Platten mit einer Spannung von
U = 10, 0kV ± 0, 1kV auf. Das entspricht einer Größe von 6 auf der Skala des Elektrometers. Der Abstand der
Platten beträgt, wie im Abschnitt 2.2.2 beschrieben, d = 54, 5mm ± 2, 0mm. Nebenher lassen wir eine Stoppuhr
laufen und lesen die Zeit ab. Wir beobachten folgende Entladung:
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