Btw, kann mir jemand beim Bsp. 13 helfen? Skizze + Beschreibung wären sehr hilfreich, weil ich unfähig bin, das E-Feld in einem beliebigen Punkt an der Oberfläche aufzustellen…
ich hätte auch die Frage bezüglich 14c, ich hab das Integral nämlich mit den richtigen Grenzen gerechnet und komme auch (c*u^2)/4. dadurch wird ja einfach nur der cos zu -1 statt zu null…
nein weil der cosinus von 0 und pi ist ja jeweils 1 bzw -1 (wenn ich das jz nicht komplett verwechsle!) und da man ja den sinus integriert bekommt man -cosinus und wenn man dann noch die grenzen einsetzt bekommt man 2 heraus und dann hat man (2c*u^2)/4 und dann kürzen und man hat das richtige ergebnis bitte mich verbessern wenn ich einen fehler gemacht hab!
@cesare. dein E-feld irgendwo zw. den kondensatoren flächen is Q/(4piepsilon0*r^2) (r1 < r <r2) . . des nimmst und setzt es in die formel für die feldenergie aus der angabe ein. das r, ist das einzige was du in die integration über dV (kugelkoordinaten) einbeziehn musst und von r1 bis r2 integrierst.
von den beiden Platten resultiert kein E-Feld zwischen ihnen (siehe a). das ganze E-Feld in b) kommt also durch rho selbst zustande, wobei dieses aus 2 entgegengerichteten komponenten besteht, wobei die ladungen a²xrho und (d+x)a²rho betragen => gauß’scher satz auf E1 und E2 => Superposition, und ich komme auf
E_{x,i}=\frac{\rho }{2\varepsilon _{0}}\left [ 2x+d\right ]
was bei x=-d/2 (Mitte der Platten und ohne etwaige Achsenverschiebung) 0 ergibt.
e: in angabe verschaut: abstand is ja d und nicht d/2.
warum wird beim ersten Integral dA zu 2a^2 und beim zweiten nur zu 1a^2? wenn man den Fluss über beide Kondensatorflächen integriert, muss man doch auch die Ladungen von beiden Kondensatorflächen einsetzen, oder?
Der Würfel kann aus Symmetriegründen als Serienschaltung aus 23 und 16 parallel geschalteten Widerständen gesehen werden.
a, Rges ergibt sich also aus R/3+R/6+R/3=5R/6 (aus Übersichtsgründen und zur leichteren Vorstellung nicht als 2R/3 zusammengefasst)
b, Die Berechnung für Kondensatoren ist analog, wobei zu beachten ist, dass sich die Additionsregeln wie der Kehrwerte der für Widerstände verhalten.
Also ergibt sich 1/Cges=5/6C → Cges=6C/5 UE04 20130418 Angabe.pdf (173 KB)
bin aber leider nicht auf eine vernünftige lösung gestoßen warum man die verzweigungspunkte kurzschließen kann,
weiß das vielleicht jemand?
oder is es vl einfach (wirklich sehr simplerweise) deswegen weil eh kein strom fließt?
(aber müsst sich da dann nicht trotzdem das potential verändern?)
edit: bei den kondensatoren meinte ich
wieso kann man da die punkte verbinden?
Du hast schon Recht, da alle Widerstände gleich groß sind, fällt nach jedem der 3 Wege auf die der Strom anfangs aufgeteilt wird (und später natürlich auch) die jeweils gleiche Spannung ab. Man kann sie also Verbinden ohne die Schaltung zu verändern oder einen Kurzschluss zu riskieren, da kein Potentialunterschied zwischen den Pfaden besteht und somit kein Strom fließt.
Ein Problem der Netzwerkanalyse ist der sogenannte Widerstandswürfel, der von zwölf gleichen würfelförmig miteinander verlöteten ohmschen Widerständen gebildet wird. Für diese Konstruktion ist der Gesamtwiderstand über die Raumdiagonale A’C zu ermitteln.
Das Problem kann durch Symmetrieüberlegungen vereinfacht werden. Der Widerstandswürfel wird mit zwölf gleichen Widerständen aufgebaut und ist deshalb auch elektrisch symmetrisch. Durch die drei an einer Ecke miteinander verbundenen Widerstände fließen wegen der Symmetrie beim Anlegen einer Spannung auch gleich große Ströme. Die der betrachteten Ecke abgewandten Enden dieser drei Widerstände liegen deshalb untereinander ebenfalls auf demselben Potential. Verbindet man Punkte gleichen Potentials, Äquipotentialpunkte, miteinander leitend, fließt über diese Verbindungen kein Strom in Ermangelung einer Spannung zwischen diesen. Daraus folgt, dass diese zusätzlichen Verbindungen die Schaltung nicht verändern. Ferner ist ersichtlich, dass durch die Widerstände der gleiche Strom fließen muss, da an ihnen dieselbe Spannung abfällt. So lassen sich am Widerstandswürfel bei der Ermittlung des Gesamtwiderstands über den Ecken der Raumdiagonalen (in der Grafik die Ecken A’ und C) zwei mal drei potentialgleiche Punkte (in der Grafik die Punkte A, B’, D’ und B, C’, D) finden, die ohne eine elektrische Veränderung zu verursachen, jeweils miteinander verbunden werden können. Nach dem Herstellen dieser Verbindungen ergibt sich die übersichtliche Reihenschaltung einer Parallelschaltung von drei Widerständen mit einer Parallelschaltung von sechs Widerständen und einer Parallelschaltung von drei Widerständen.