Die Kapazität eines Plattenkondensators

Laden eines Kondensators Feld des Plattenkondensators

Abstand wesentlich kleiner als ihre Ausdehnung der Platten

Im vorherigen Kapitel haben wir festgestellt, dass unter Einwirkung einer Spannung U  von der Platte, die am Pluspol der Spannungsquelle liegt, Elektronen abgezogen (freie Ladungsträger im Metall) und zur anderen Platte transportiert werden. Damit ist die eine Platte positiv geladen (+Q) und die andere Platte negativ (-Q). 

 

  • Bildet man nun den Quotienten aus der Ladung auf der einen Platte und der Spannung  (Potentialdifferenz) zwischen den Platten , bleibt dieser immer konstant . 
    Die Spannung U ist der Ladung Q, die wir mit Hilfe der Batterie durch Ladungstrennung aufgebaut haben, proportional, Q ~ U.  
    Wir können mit der Proportionalitätskonstanten C schreiben Q = C.U und nennen die Konstante C die Kapazität des Kondensators. 
  • Je mehr Spannung angelegt wird, desto mehr Ladung geht auf den Kondensator (aber nur bis zur Überschlagsspannung) 

Die Einheit der Kapazität C ist das Farad. 
(nach Michael Faraday, engl. Physiker, 1791 bis 1867).
1 F ist die Kapazität eines Kondensators, der bei einer Potentialdifferenz von 1 V die Ladung 1 C aufnimmt. (1 Coulomb bedeutet 6,3.1018  Elektronen sind gewandert). 

1 Farad = 1 F = 103 mF = 106 µF = 109 nF = 1012 pF
Typische Kapazitäten liegen zwischen 1 pF und 1 mF.

Achtung: Der Buchstabe C wird für die Kapazität eines Kondensators (engl. "capacitiy") und außerdem als Abkürzung für die Einheit Coulomb der Ladung Q verwendet. 

Die Kapazität wird um so größer :

  • je größer die Fläche einer Platte 

  • je kleiner der Abstand der Platten zueinander

Dielektrikum
Vakuum 1
Luft bei 
1bar =105 Pa
1,00058
Wasser 

80

Porzellan  3 bis 6
Keramik  10 bis10000
  • je größer die Permittivitätszahl 
    Die Permittivitätszahl (früher Dielektrizitätszahl) gibt an, wie vielmal größer die Kapazität wird, wenn anstelle von Luft oder Vakuum ein anderer Isolierstoff als Dielektrikum (Isolator zwischen den Kondensatorplatten) verwendet wird.

Genaueres dazu Kondensator mit Dielektrikum (Landesbildungsserver Baden Württemberg; Grüninger) oder

Verschiebungspolarisation (Goethe Gymnasium Ludwigsburg)

Feld des Plattenkondensators

E-Mail: BRG Ried i. I - Physikauswahl Aktualisiert am 03.08.2003