Archief - Vraagje over basisnatuurkunde, werking condensator

Als je de platen van een geladen condensator (Die losgekoppeld is van een spanningsbron) verder van elkaar verwijdert, stijgt de spanning proportioneel met de toegenomen plaatafstand. De capaciteit neemt echter af.

V= Q / C
C = ε.A / d
=> V = Q.d / (ε.A)

Omdat de opgeslagen energie kwadratisch is aan de spanning en proportioneel aan de capaciteit (E = 1/2CV²) neemt deze toe. Die toename in energie kan je verklaren door de verrichte arbeid in het verlengde van de "as" van de condensator. De ladingen op de platen trekken elkaar immers aan. Tot hier is voor mij alles duidelijk.

Als je echter een diëlektricum tussen de platen schuift vindt er iets gelijkaardig plaats, echter omgekeerd. ε stijgt -> C stijgt -> V daalt -> E daalt. Omdat de kracht nodig om het diëlektricum tussen de platen te schuiven loodrecht op deze platen staat is er echter geen sprake van arbeid, ook niet door de condensator zelf (Enige arbeid is de eventuele wrijving, welke in warmte wordt omgezet). Haal je dit diëlektricum weer weg dan is de hoeveelheid energie weer hersteld.


Waar gaat die energie naar toe en hoe komt die terug? M.i is de enige verklaring is dat die overgedragen wordt van en naar het diëlektricum. Op welke manier?

Merlion zei:

Als je echter een diëlektricum tussen de platen schuift vindt er iets gelijkaardig plaats, echter omgekeerd. ε stijgt -> C stijgt -> V daalt -> E daalt. Omdat de kracht nodig om het diëlektricum tussen de platen te schuiven loodrecht op deze platen staat is er echter geen sprake van arbeid, ook niet door de condensator zelf (Enige arbeid is de eventuele wrijving, welke in warmte wordt omgezet). Haal je dit diëlektricum weer weg dan is de hoeveelheid energie weer hersteld.


Waar gaat die energie naar toe en hoe komt die terug? M.i is de enige verklaring is dat die overgedragen wordt van en naar het diëlektricum. Op welke manier?

Klik om te vergroten...

Bijna altijd neem je inderdaad aan dat de kracht perfect loodrecht op de platen staat, en nul is buiten de platen.
Maar eigenlijk geldt dit enkel in het geval dat de platen oneindig groot zijn, in het geval dat je twee eindige oppervlakken hebt is dit een goede benadering maar je mag niet vergeten dat aan de rand er wel duidelijk een component is die parallel staat aan de platen. Hier buigt het elektrisch veld namelijk een beetje af.

Dus het diëlektricum wordt tussen in de condensator gezogen. De condensator doet dus arbeid op het dielektricum. Haal je het dielectricum er terug uit moet jij een kracht op het dielektricum uitoefenen dus doe jij arbeid en stop je dus terug energie in het systeem.

Dankjewel voor het antwoord, zeker als je hiervoor speciaal registreert .

Jouw verklaring kwam wel bij me op, maar zag dit als onmogelijk omdat het verschil in opgeslagen energie:

Ev = 1/2 CV² - 1/2 CVo² = Q².d / 2.ε.A - Q².d / 2.ε0.A = Q².d / 2.A (ε - εo)

Dus Q².d / 2.ε.A, identiek moet zijn aan de verrichte arbeid. Zag hoegenaamd de link niet tussen de grootte van de kop-oppervlakte van het dielectricum en de grootte van de kracht loodrecht op de asrichting. Duidelijk nu, samen met dit vanaf blz.130.

Erg bedankt!!!!