Prüfungsvorbereitung - EL-Studium

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Hallo,

ich bin EL-Student im 1. Semester und nun hab ich hier 3 Übungsaufgaben
(dank des Profs natürlich ohne Lösungen) und hab bei den 3 Aufgaben keine
Ahnung wie ich da rangehen soll. Also damit keine Mißverständnisse
aufkommen....andere Aufgaben konnte ich schon lösen ;-)
Da ich die 3 Aufgaben nur als pdf habe und teilweise noch Zeichnungen dabei
sind möcht ich Euch mal bitten die Aufgaben unter
http://server.gott18.de/test/pdf/koaxleitung.pdf
http://server.gott18.de/test/pdf/kugelkondensator.pdf
http://server.gott18.de/test/pdf/doppelleitung.pdf
anzuschauen.
Es würde mir auch schon sehr viel helfen, wenn ich zumindest mal die
physikalischen/elektrotechnischen Grundgleichungen hätte mit denen ich an
die Aufgaben rangehen muß.
Eine komplette Lösung wäre natürlich auch nicht schlecht.

Danke,

Thomas

(P.S. Sorry nochmal, daß Ihr erst PDF's ziehen müßt)



Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium
Moin.

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Durchflutungssatz, Gaus'sches Gesetz der Elektrostatik.

Siehe auch: Alle üblichen Lehrbücher.

Die beste Klausurvorbereitung ist, selbst die Lösung zu finden.
Dazu stehen Dir Mitschriften, evtl. Skripte und Lehrbücher zur Verfügung.

Wenn Du das Ergebnis hast, gehst Du zu den Mitarbeitern Deines Profs
und bittest sie, Deine Lösung mit der Musterlösung zu vergleichen.

Thiemo



Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium

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...
Also für ein 1.Semester ist  der Schwierigkeitsgrad aber schon
recht heftig. Die erste Aufgabe geht ja noch, aber der Kugelkondensator
hat bei mir einen recht faden Nachgeschmack hinterlassen
(Hüllflächenintegrale?)
ist aber auch schon was her...
Jedendfalls hat mein Vorredner recht, in jedem guten Buch (Küpfmüller,
Th.Elt.)
findest du das alles sehr genau erklärt (H-Feld senkrecht auf E-Feld etc.)

LG



Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium
Auf jedenfall hilfreich: http://www.stiny-leonhard.de /
Der hat 700 links drauf....

LG



Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium
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Die Gleichungen für die Kapazität eines Kugelkondensators gibt
es normalerweise im ersten Semester in der Formelsammlung. Die
Feldstärke an der inneren Schale kann man über den Gaussschen
Satz aus Oberfläche und Ladung bestimmen...



Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium

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 Trotzdem schon recht Abstrakt für ein 1.Sem.
Ich meine wir hätten damals Kirchhoff, Maxwell und Co. gemacht...



Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium

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Ja, eine leichte Aufgabe ist es wohl nicht.

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Der Gaußsche Satz ist doch die 3. Maxwell Gleichung in
integralform? Der Rest steht ja in der Formelsammlung.



Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium

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Sorry habs schon wieder vergessen...



Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium

"Andreas Schwarz" schrieb im Newsbeitrag

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Kann ich nur bestätigen (Uni Erlangen, ET, mittlerweile 7. Sem) ...

... aber solche Aufgaben rechnet ihr nicht in den Übungen?

Laßt euch den Spaß nicht verderben mit solchen Aufgaben!
Später wird alles besser! Is halt anfangs hartes Brot ...


Grüße,
Gunther Dehm-Andone



Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium
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Nun, da in Deutschland das gesamte Bildungssystem auf Selektion statt
Foerderung ausgelegt ist, faellt es halt Manchem etwas schwer, trotz
aller Widerigkeiten und absichtlich in den Weg gelegten Stolpersteine
noch den Spass an der Sache zu behalten und zu lernen.

Es wird sich auch nichts am Bildunssystem aendern, es wird hoechstens
schlimmer.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff /
We've slightly trimmed the long signature. Click to see the full one.
Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium
Hallo,
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Also die Formeln habt ihr sicher bekommen.
zB. Kugelkondensator-Beispiel

Q=C*U     gilt allgemein
D=eps*E   hier gehört noch der Vektorpfeil drauf, ist aber hier eh wurscht
D=Q/A
A=4*PI*r^2 (Kugeloberfläche)
Satz vom Hüllenfluß: Fluß durch geschlossene Fläche entspricht der
eingeschlossenen Ladung.

Die Formel für einen Kugelkondensator kannst du dann ganz einfach
selber herleiten. U=Integral E(r)*dr, Integrationsgrenzen sind
der Innen- bzw. Außenradius.

Also:
U=
/ra      /ra
| E*dr = |Q/(eps*4*PI*r^2)*dr (mit E=D/eps=>(Satz v.
Hüllenfluß)=>E=Q/(A*eps))
/ri      /ri
             /ra
=Q/(eps*4*PI)|1/r^2*dr  => mit Q=CU folgt C=(4*PI*eps)*(1/ri-1/ra)=
             /ri

=(4*PI*eps)*(ra*ri)/(ra-ri)

Wenn jetzt wie in Punkt a) maximum von E(ri) gefragt ist einfach berechnete
Formel auf E(r) umstellen, ri einsetzen und nach ri ableiten, Nullstetzen
und
Nullstelle berechnen. (Kannst auch noch die 2. Ableitung machen und
schaun ob NS wirklich ein Minimum ist)

Also:

E(r)=D/eps=C*U/(eps*A)=(ra*r)/((ra-r)*r^2)*U

dE(ri)/dri=((2ri-ra)*ra)/(ri^2*(ri-ra)^2)= 0 => ri=ra/2 oder ra=0

Punkt b)

Mit E(r) von oben:

E(20)/E(40)=...=1,33 wenn ich mich nicht verrechnet habe.
U kürzt sich natürlich heraus weil ja lt. Angabe die selbe Spannung.

c) ist genau so nur Formelanwenden, hab aber momentan keine
Lust das alles zu rechnen, falls es Schwierigkeiten geben sollte melde dich
halt
nochmal.

Viel Spaß beim ET-Studium,
Johannes

PS: Ich musste das letztes Jahr auch alles rechnen ;-)



Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium

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Bei mir ist das auch noch nicht allzulange her,
aber Ente gut, alles Gut!

Bei uns kam die Geschichte mir den E und H Feldern
im dritten Semester, auch ich habe mich in der Klausur
schwergetan, den den Kugelkondensator hatten wir noch
nichtmal in der Vorlesung. Ich finde diese ganze Thematik
auch sehr Abstrakt. Aber gehört halt dazu...



Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium
Wir haben heute, für den Kugelkondensator, folgende Lösung
zusammengebastelt....stimmt das?

(1)   E = Q / (4*Pi*Epsilon*Ri²)    Ri = Radius Innenkugel

(2)  C = Q / Uia = (4*Pi*Epsilon) / (1/Ri - 1/Ra)  -->  Q = (4*Pi*Epsilon) /
(1/Ri - 1/Ra) * Uia

Gleichung 2 in Gleichung 1

E = 1/(4*Pi*Epsilon) * 1/Ri² * (4*Pi*Epsilon)/(1/Ri - 1/Ra) * Uia

4*Pi*Epsilon kürzt sich raus

E = Uia / (Ri² * (1/Ri - 1/Ra))  -->  Ra=0,8m -->  E = Uia / (Ri² * (1/Ri -
1/0,8))

Damit E minimal wird muss der Nenner maximal werden....bei Uia = const.

f(r) = r² * ( 1/r - 1/0,8)

f'(r) = 1-2,5r

f''(r) = -2,5

Extremwert bei 1. Ableitung = 0

f'(r) = 0 --> r = 0,4

Zweite Ableitung prüfen auf ungleich 0

f''(0,4) = -2,5  --> kleiner Null --> Maxima

somit ist E am kleinsten wenn der Radius der Innenkugel gleich 0,4m ist.


Stimmt die Lösung???

Thomas



Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium
Hallo,
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Ja, Lösung stimmt. Ist ja auch das selbe wie ich's vorgerechnet habe.

Mit freundlichen Grüßen,
Johannes



Re: Prüfungsvorbereitung - EL-Studium
Wo wir grad bei der Koax-Aufgabe sind....

Könnte mir mal bitte jemand die Lösung für die Koax-Aufgabe schicken?

Weil wir haben gestern zwar den Prof. gefragt, aber der hatte keine Zeit
weil er nen Termin hatte und nun haben wir noch immer keine Ahnung wie das
genau geht...... :-(

Thomas



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