Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ladung in z.B. Q=C*U


von Martin (Gast)


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Hallo,

kann mir einer sagen, wie viel Ladung auf einem Plattenkondensator 
sitzt, wenn man ein Elektron auf eine der Platten bekommen würde? Der 
Kondensator ist zuvor frei von Ladungen.

Hat man dann 1e auf dem gesamten Kondensator oder 2e, weil es sich auf 
der Platte gegenüber von der auf dem nun das Elektron sitzt ja ein Loch 
durch die Bildladung bildet?

Aber wie kommt dieses Loch dort überhaupt hin, wenn der Kondensator an 
nichts weiter angeschlossen ist? Das Elektron könnte man ja auch ohne 
Leitung auf die andere Platte gebracht haben.

von Egon D. (Gast)


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Martin schrieb:

> kann mir einer sagen, wie viel Ladung auf einem
> Plattenkondensator sitzt, wenn man ein Elektron
> auf eine der Platten bekommen würde? Der
> Kondensator ist zuvor frei von Ladungen.

Da sowohl Elektronen wie auch Protonen Ladung tragen,
wüsste ich nicht, wie man einen Kondensator bauen
können sollte, der FREI von Ladungen ist.

Ein ungeladener Kondensator ist feldfrei.


> Hat man dann 1e auf dem gesamten Kondensator oder 2e,
> weil es sich auf der Platte gegenüber von der auf
> dem nun das Elektron sitzt ja ein Loch durch die
> Bildladung bildet?

Ladung hat ein Vorzeichen.
Wenn der ungeladene Kondensator gegen seine Umgebung
elektrisch neutral war, und man läd jetzt eine Platte
gegen die andere auf, dann ist auch der geladene
Kondensator gegen seine Umgebung elektrisch neutral(!!).
Die Netto-Ladung des gesamten Kondensators ist hier
immer Null.

von Felix R. (felix_r698)


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Martin schrieb:
> kann mir einer sagen, wie viel Ladung auf einem Plattenkondensator
> sitzt, wenn man ein Elektron auf eine der Platten bekommen würde? Der
> Kondensator ist zuvor frei von Ladungen.

e≈1,6•10^-19 As. Nochmals dieselbe Ladung ist dann auf dem Kondensator, 
den Dein Kondensator mit dem Reservoir bildet, aus welchem Du das 
Elektron entnommen hast.

Martin schrieb:
> Hat man dann 1e auf dem gesamten Kondensator oder 2e, weil es sich auf
> der Platte gegenüber von der auf dem nun das Elektron sitzt ja ein Loch
> durch die Bildladung bildet?

1e, mal hier, mal da, meist aber an einer der beiden Außenseiten.

Martin schrieb:
> Aber wie kommt dieses Loch dort überhaupt hin, wenn der Kondensator an
> nichts weiter angeschlossen ist?

Influenz.

Das alles ist aber eine quantenmechanische Fragestellung. Das Elektron 
ist mal hier, mal da, man kann hier nur von einer mittleren 
Aufenthaltswahrscheinlichkeit sprechen. Was soll das ganze? Beschäftigst 
Du Dich mit "Quantencomputing"?

: Bearbeitet durch User
von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Deine Frage und deine Eingangsgleichung Q=C*U implizieren, dass die 
Ladung ein Produkt aus Kapazität und Spannung ist. Dem ist jedoch nicht 
so. Die Erhaltungsgröße ist die Ladung Q. C=Q/U ist das kapazitive 
Gesetz, welches besagt, dass elektrische Energie in der Kapazität 
gespeichert wird. Wenn du also 1e auf eine Platte bringst, dann ist dort 
1e ohne Bezug zur Kapazität. Diese ist wiederum unabhängig von der 
Ladung.

von Dieter (Gast)


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Suche Dir einen guten Physikartikel zu Influenz und Kondensator, bzw. 
Physikschulbuch.

von Sven B. (scummos)


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Felix R. schrieb:
> 1e, mal hier, mal da, meist aber an einer der beiden Außenseiten.

Immer auf derselben Seite, sonst wäre der Kondensator ja nicht geladen.

> Das alles ist aber eine quantenmechanische Fragestellung. Das Elektron
> ist mal hier, mal da, man kann hier nur von einer mittleren
> Aufenthaltswahrscheinlichkeit sprechen. Was soll das ganze? Beschäftigst
> Du Dich mit "Quantencomputing"?

Verstehe ich jetzt so nicht. Was spielt das für die Fragestellung für 
eine Rolle? Das überschüssige Elektron ist irgendwo auf einer der beiden 
Kondensatorplatten, wo genau dort spielt ja überhaupt keine Rolle.

von Felix R. (felix_r698)


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@Sven: Für angewandte Elektronik reicht es natürlich, sich mit dem 
idealistischen Kondensator zu beschäftigen. Wenn Du mal schaust, wie ein 
Elektron sich innerhalb nur eines Moleküls verteilt, also gewissermaßen 
bewegt, siehst Du aber schon, daß es mit dem Kondensator der aus 
unzähligen Molekülen besteht, nicht ganz so einfach ist. Eine 
Tunneldiode oder das thermische Rauschen eines Widerstandes sind z.B. 
makroskopisch in Erscheinung tretende Quanteneffekte.

von Sven B. (scummos)


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Felix R. schrieb:
> @Sven: Für angewandte Elektronik reicht es natürlich, sich mit dem
> idealistischen Kondensator zu beschäftigen. Wenn Du mal schaust, wie ein
> Elektron sich innerhalb nur eines Moleküls verteilt, also gewissermaßen
> bewegt, siehst Du aber schon, daß es mit dem Kondensator der aus
> unzähligen Molekülen besteht, nicht ganz so einfach ist. Eine
> Tunneldiode oder das thermische Rauschen eines Widerstandes sind z.B.
> makroskopisch in Erscheinung tretende Quanteneffekte.

Ja, es gibt mit der Situation verwandte quantenmechanische Effekte. Das 
macht aber die Frage des TO nicht zu einer "quantenmechanischen 
Fragestellung" (das war deine Aussage, der ich widersprochen habe), denn 
m.E. ist die Antwort darauf ganz einfach und ziemlich klassisch: Wenn 
man 1 Elektron auf eine Kondensatorplatte tut, ist danach Q = 1e, nicht 
Q = 2e.

von Felix R. (felix_r698)


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Finden wohl alle hier die Frage des TO primitiv und blöd, also ich finde 
die Frage sehr gut. Aber gut, dann können ja sicher alle die nächste 
Frage auch beantworten. Also da ist jetzt das eine Elektron zusätzlich 
auf der einen Kondensatorplatte, jetzt nehmen wir von der anderen 
Kondensatorplatte ein Elektron weg! Wie sieht's jetzt aus?

von Egon D. (Gast)


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Felix R. schrieb:

> Finden wohl alle hier die Frage des TO primitiv und blöd,

Liest Du die gegebenen Antworten überhaupt?
Und verstehst Du sie auch?


> Also da ist jetzt das eine Elektron zusätzlich auf der
> einen Kondensatorplatte,

Das erinnert mich an die Scherzfrage: "Wie bestimmt man
mit einem Frequenzzähler und einer Stoppuhr die Tiefe
einer Schlucht?"

Antwort: Man wirft den Frequenzzähler in die Schlucht,
stoppt die Zeit bis zum Knall aus und rechnet über
Fallgeschwindigkeit und Zeit die Tiefe der Schlucht aus.

Wenn Du von IRGENDWO ein Elektron hernimmst und das auf
die eine Kondensatorplatte bringst, dann könntest Du den
Kondensator auch durch eine Glühlampe oder ein Auto
ersetzen -- denn das Feld besteht nicht zwischen der einen
und der anderen Platte, sondern zwischen der einen Platte
und irgendwo.
Der Kondensator besteht in diesem Falle aus dem
"Kondensator" als der einen und irgendwo als der anderen
Platte.

Nur weil Du irgendwas willkürlich "Kondensator" nennst,
muss es noch lange nicht als Kondensator wirken.

Genau DARAUF wollte ich mit meiner ersten Antwort hinweisen:
Der Kondensator ist dort, wo das Feld ist.


> jetzt nehmen wir von der anderen Kondensatorplatte ein
> Elektron weg! Wie sieht's jetzt aus?

???

Wenn Du meine erste Antwort gelesen und verstanden hättest,
dann wüsstest Du die Antwort: Jetzt ist der Kondensator
geladen, denn zwischen seinen Platten herrscht ein Feld.
Als Ganzes ist er immer noch elektrisch neutral gegen seine
Umgebung (!!).

von Felix R. (felix_r698)


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Egon D. schrieb:
> Liest Du die gegebenen Antworten überhaupt? Und verstehst Du sie auch?

Du wieder? - was für ein Ton! - Ich habe die Beiträge gelesen und Du 
hast mit Deinen beiden "Antworten" zu verstehen gegeben, daß Du weder 
meine Frage, noch die Frage des TO verstanden hast.

von Peter R. (pnu)


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Ein einzelnes Elektron gibt es nicht. Es muss von irgendwo herkommen. 
Wenn es nicht von der Gegenplatte kam, dann eben von wo anders her.

aber trotzdem eine Überlegung:

Das wäre z.B. im Vakuum ein durch Strahlung (Licht )aus einem Metall 
herausgeschlagenes Elektron, das von der einen C-Platte aufgefangen 
wurde.

Das eigentliche elektrische Feld besteht dann zwischen der Platte mit 
dem e und dem Ort, woher dieses e stammt,nämlich dem wo das Photon seine 
Wirkung tat.

Die Gegenplatte des C steht halt nur innerhalb des Feldes zwischen dem 
+e und dem -e (bzw. e-Loch im Metall).

Auf die Gegenplatte wirkt das Feld zwischen +e und -e ein, das 
verschiebt die in der Platte enthaltenen Elektronen, sodass sie sich von 
der Platte mit dem e etwas in Richtung des Punktes verschieben, wo das 
-e ist. Da könnten  z.B die e-s in der Platte so verschoben sein, dass 
auf einem Rand ein "Viertel"-elektron mehr ist als auf der Gegenseite.

Hinreichend ist diese Überlegung aber nur im Fall einer aus vielen e-s 
bestehenden Ladung, also nur für den makroskopischen Fall.

Für ein Einzelelektron kommt man da in Schwierigkeiten, ähnlich wie bei 
Gasen:
Man kann ja bei Gasen zwar dem Gas einen Druck zuschreiben, aber einem 
Einzelatom bzw. Molekül kann man das nicht.

: Bearbeitet durch User
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