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2012 | OriginalPaper | Chapter

2. Das elektrostatische Feld, elektrische Erscheinungen in Nichtleitern

Author : Steffen Paul

Published in: Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik 2

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Lernziel Nach der Durcharbeitung des Kapitels sollte der Leser in der Lage sein,

- das Influenzprinzip zu erläutern,

- die Verschiebungsflussdichte und den Verschiebungsfluss zu erklären,

- die dielektrischen Eigenschaften der Materie zu beschreiben,

- die Feldgrößen des Dielektrikums anzugeben,

- das Feldverhalten zwischen verschiedenen Dielektrika zu beschreiben,

- die Vorgänge im Plattenkondensator und den Kapazitätsbegriff zu erklären,

- die Strom-Spannungs-Beziehung des Kondensators anzugeben, den Begriff Verschiebungsstrom zu erläutern.

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previous chapter Das elektrische Feld

next chapter Das magnetische Feld

Das sind sog. Elektrometer, die die Kraftwirkung der Ladung zwischen beweglichen Platten zur Spannungsmessung ausnutzen.

Nicht zu verwechseln mit dem Gaußschen Satz der Feldtheorie.

Das ist eine direkte Eigenschaft des Flussintegrals Anhang A.2, Bd. 1.

Mitunter wird auch von elektrostatischer Induktion gesprochen. Wegen der Wesensverschiedenheit mit dem Induktionsvorgang im Magnetfeld sollte diese Bezeichnung unbedingt vermieden werden.

Die Schreibweise \(\operatorname{div}\boldsymbol{D}=0\) (gesprochen: Divergenz von \(\boldsymbol{D}\), Ergiebigkeit) benutzt die Differenzialvektoroperation div.

Leider wird die Eigenschaft "`Kapazität“ oft für das Bauelement "`Kondensator“ verwendet. Es muss also richtig heißen: zwei Kondensatoren mit den Kapazitäten \(C_{{1}}\), \(C_{{2}}\) werden parallel geschaltet. Verbreitet spricht man aber von der Parallelschaltung zweier Kapazitäten.

Wenn also die Zuführungselektroden des Strömungs- und elektrostatischen Feldes Potenzialflächen sind.

Gilt nur bei Raumladungsfreiheit.

Für zeitabhängige Größen werden üblicherweise kleine Buchstaben benutzt, also statt \(I(t)\) jetzt \(i(t)\) bzw. kurz \(i\) usw. Gleichgrößen erhalten weiterhin große Buchstaben.

Im Gegensatz zum Kondensator mit linear zeitabhängigem \(Q\),\(U\)-Zusammenhang, s. Kap. 2.7.4.

Solche Fälle betrachten wir im Bd. 3 von der mathematischen Seite her genauer.

Wir nehmen hier an, dass in den Zuleitungen positive Ladungen fließen können.

Die Bezeichnungen Verschiebungsstrom erweckt den Eindruck, als ob Ladungen im Nichtleiter verschoben werden. Dies ist nicht der Fall.

Vgl. Zusammenhang zwischen Leitungsstrom \(I_{\mathrm{K}}\) und Stromdichte \(J\), (Kap. 1.3.1).

Gilt sinngemäß auch für andere Ladungsverteilungen.

Auch wenn andere Größen des Netzwerkes gesucht sind, muss zuerst die Differenzialgleichung (DGL) für die Zustandsgröße gelöst werden.

Auch das Einschieben einer Kunststoffplatte in den Kondensator (Abb. 2.1) bei konstanter Ladung gehorcht diesem Prinzip. Bei anliegender Gleichspannung ändert sich der Kreisstrom bei Bewegung des Isolators.

Title: Das elektrostatische Feld, elektrische Erscheinungen in Nichtleitern
Author: Steffen Paul
Publisher: Springer Berlin Heidelberg
Book: Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik 2
Print ISBN: 978-3-642-24156-7

Electronic ISBN: 978-3-642-24157-4

Copyright Year: 2012
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-24157-4_2