Zwei Metallkugeln

Zwei im Vakuum isoliert aufgehängte Metallkugeln (Radius 70 cm und 30 cm) werden auf 5 kV bzw. -3 kV aufgeladen.

  1. Wie viel Ladung speichert jede der beiden Kugeln?
  2. Welches Potenzial misst man bei beiden Kugeln, nachdem sie leitend miteinander verbunden worden sind?
  3. Wie viel Energie ist im elektrischen Feld der beiden Kugeln anfänglich (vor dem Verbinden) gespeichert?
  4. Wie viel Energie wird beim Ladungsausgleich dissipiert?

Hinweise:

  • Die Kapazität einer isoliert aufgehängten Metallkugel, die sich weit genug von andern Objekten entfernt befindet, ist [math]C = 4 \pi \epsilon_0 r[/math].
  • ε0 = 8.85 10-12 F/m ist die elektrische Feldkonstante.
  • Die elektrisch gespeicherte Energie (Energie im elektrischen Feld der Ladung) kann dem Flüssigkeitsbild entnommen werden und ist gleich "Menge" mal mittlere "Füllhöhe".

Resultate

Lösung