ET — Elektrolytischer Trog

Betreuer: Schwab (vormittags)

1. Welche Eigenschaften haben Potential- und Feldlinien an der Oberfläche eines Leiters? (2 Punkte)
2. Grafische Aufgabe:
   Zeichnen Sie für folgende Ladungsanordnung die Feldlinien des elektrischen Feldes und die Potentiallinien (konstanter Potentialunterschied) ein (alle Ihnen bekannten Eigenschaften dieser müssen in der Skizze eindeutig erkennbar sein)! (3 Punkte)
   Zur Zeichnung: Eine psoitive Punktladung links. In einigem Abstand rechts eine negativ geladene, ebene Platte.
3. Grafische Aufgabe:
   Im Bild sind die gemessenen Potentiallinien eines Zylinderkondensators dargestellt. Bestimmen Sie durch Konstruktion (grafisch) die normierte Kapazität ( C÷(εε₀h) ) pro Länge! Erlätern Sie ihre Konstruktion und Rechnung. (4 Punkte)
   Zur Zeichnung: Koordinatensystem auf mm genormt. Punktladung bei (x,y)=(1000,150). Konzentrische Potentiallinien durchschneiden x=1000 bei y₁₀=40, y₉=70, y₈=92,5, y₇=107,5, y₆=120, y₅=127,5, y₄=132,5, y₃=137,5, y₂=142,5 (alles ungefähre Werte).
4. Erläutern Sie den Zusammenhand zwischen elektrischem Feld E und Potential φ! (1 Punkt)
5. Berechnung von Kapazitäten und Ladungen.
   1. Berechnen Sie die Kapazität eines Plattenkondensators bei dem zwei Platten mit einer Fläche von 10cm² im Abstand von 5mm voneinander stehen. Das Medium zwischen den Platten ist Luft (ε≈ε₀). (2 Punkte)
      ε₀=8,85·10^-12 (A·s)÷(V·m)
   2. Der Kondensator von Aufgabe 5a) wird an eine Spannungsquelle von 10V angeschlossen. Wie viele Elementarladungen befinden sich auf einer Platte? (1 Punkt)
      e=1,6·10^-19C
6. Gegeben sei eine Schaltung. Welche Bedingungen müssen die Widerstände R₁-R₄ erfüllen, damit kein Strom durch den Widerstand R_x fließt? (2 Punkte)
   Zur Schaltung: Wheatstonesche Spannungsbrücke.
   Die Widerstände R₁ und R₂ sind in Reihe. R₃ und R₄ ebenfalls. Die beiden Reihen sind parallel geschaltet. Die beiden parallelen Schaltungsteile sind über Knoten zwischen R₁ und R₂ sowie R₃ und R₄ verbunden. Die Verbindung enthalte den Widerstand R_x.

Betreuer: Schaufuß (vormittags)

1. Wheatstonesche Brückenschaltung
   1. Maschen- und Knotensätze aufstellen
   2. bei welcher Beding fließt kein Strom durch das Nullinstrument
2. Wie sehen Feld- und Potentiallinien bei einem metallischen Rand aus?
3. Bildchen gegeben, Feld- und Potentiallinien einmalen (links negativ geladene Platte, rechts positives Dreieck mit Spitze zur Platte)

Hinweise

Der Herr Schaufu (montags, morgens) will verstärkt zur Wheatstoneschen Brücke fragen. Des Weiteren sind Skizzen von Feld und Potentiallienien erforderlich.

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