Kapazität und Flächenladungsdichte

Schlagwörter: Kapazität, Herleitung, Ladung, Spannung,  Flächenladungsdichte, Farad

Die Flächenladungsdichte σ  ist der Quotient aus Ladung  Q  und Plattenfläche A.

{\large \sigma \,=\,\frac{Q}{A}}

Im Folgenden soll der Zusammenhang von Ladung  Q  und Spannung U deduktiv, d.h. aus bereits bekannten Zusammenhängen hergeleitet werden.  Diese Zusammenhänge werden zielführend verknüpft und liefern den proportionalen Zusammenhang von Q und U. 

{\large  \left. \begin{array}{l}\left. \begin{array}{l}\sigma \,=\,{{\varepsilon }_{0}}\cdot E\\\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,E\,=\,\frac{U}{d}\end{array} \right\}\,\Rightarrow \,\sigma \,=\,{{\varepsilon }_{0}}\cdot \frac{U}{d}\\\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,Q\,=\,\sigma \,\cdot \,A\end{array} \right\}\,\Rightarrow \,Q\,=\,\frac{{{\varepsilon }_{0}}\cdot \,U\,\cdot \,A}{d} }

Da ε0 und A konstant {\large \Rightarrow \,Q\sim U  }

Wenn Q~U, dann sind die Größen quotientengleich. Es existiert ein Proportionalitätsfaktor.

Dieser Proportionalitätsfaktor ist die Kapazität C.

{\large Einheit:\,\,\left[ C \right]\,=\,\left[ \frac{Q}{U} \right]\,=\,1\frac{C}{V}\,=\,1\,F\,} (Farad)

 

{\large \frac{Q}{U}\,=\,konst.\,=\,C}