Untersuchung von Wasser als Dielektrikum im Kondensator

Mithilfe von −→ P = σP ol · −→ e kann folgende Beziehung hergeleitet werden:
Mithilfe von (11) ergibt sich
−−−→
EDiel = −−−→
−→
P
EV ak −
ɛ0
−−−→
EDiel =
−−−→
EV ak
−−−→
EV ak
=
1 + χe ɛr
(14)
hierbei ist die relative P ermittivität : ɛr := 1 + χe (15)
(13)
P ermittivität : ɛ := ɛr · ɛ0 (16)
�
Die Kapazität C ist definiert durch das Verhältnis von Ladung zur Spannung
dungsverteilung verändert sich die Spannung mit Dielektrikum im Verhältnis
Es folgt also
UDiel = UV ak
ɛr
CDiel = ɛr · CV ak
C = Q
U
�
. Bei konstanter La-
Der Literaturwert der Permittivität von Luft liegt bei εr ≈ 1, 005 (siehe [1]). Unter unseren Bedingungen könne
wir daher εr = 1 annehmen.
Der Literaturwert der Permittivität von Wasser ist εr ≈ 81 (siehe [1]).
Wir erwarten also beim Einführen des Dielektrikums Wasser eine starke Erhöhung der Kapazität, die es zu
messen gilt.
Abbildung 2: Schematischer Verlauf der komplexen Permittivtät, aufgeteilt in Real- und Imaginärteil [3]
Bei angelegter Wechselspannung müssen die Dipole immer wieder die Ausrichtung wechseln. Das dies nicht un-
begrenzt möglich ist, ist schon anschaulich klar, da ab bestimmten Frequenzen die Dipole nicht mehr genug Zeit
haben, um zu reagieren. Darüber hinaus kann der “dielektrische Verlustfaktor” eine Rolle spielen: Die Wechsel-
spannung führt durch die Bewegung von Teilchen im Dielektrikum (z.B. Ausrichtung der Dipole bei Wasser)
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