kracht tussen elektrisch geladen platen

Hilde stelde deze vraag op 20 april 2006 om 21:03.

Hallo,

Kan iemand me met de volgende opgave helpen aub?

Onderstel een potentiaalverschil V=100V aangelegd over de platen van een vlakke condensator met C= 1,0 µF. Welke uitwendige kracht is er vereist om de platen op een vaste afstand van 1mm te houden?
(het zou moeten gebeuren door de verandering dU te berekenen van de opgeslagen energie als de separatie tussen de platen x verandert met dx.

 bedankt!

Reacties

J. op 20 april 2006 om 23:02

Je moet uitgaan van de formule voor de capaciteit van een vlakke-plaat condensator:

C = Q/V = eA/x   waaruit volgt:

V/Q = x/(eA) 

waarbij e de dielectrische constante van het materiaal tussen de platen, A het plaatoppervlak, x de afstand tussen de platen en Q de lading op de platen. Door de platen te verplaatsen t.o.v. elkaar veranderd de capaciteit en in dit geval dus ook de hoeveelheid lading op de platen (immers V wordt constant gehouden). Een variatie dx in x levert een variatie dQ in Q:

-VdQ/(Q^2)  = dx/(eA)

N.B. voor dit resultaat 2e vergelijking hierboven links en rechts differentieren naar respectievelijk Q en x. Hieruit volgt nu voor dQ/dx:

dQ/dx = -(Q^2)/(eAV)

vermenigvuldig met V levert dU/dx:

dU/dx = VdQ/dx = -(Q^2)/(eA) 

A is te berekenen door x=1mm en e in te vullen in de vergelijking voor C helemaal bovenaan. Waarschijnlijk wordt verondersteld dat de platen in vacuum of lucht staan zodat e=e0 (op te zoeken waarde voor dielectrische constante in vacuum die bijna gelijk die van lucht is). Let wel op de eenheden. 

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft zesentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)