Dicht beieinander liegende Leiter- Potentialdifferenz?

Nachtfalter · Anmeldungsdatum: 30.05.2013 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo! Ich arbeite mich gerade durch die Verständnisfragen. Eure Hilfe wäre lieb smile

Angenommen,zwei dicht beeinander liegende Leiter tragen dieselbe negative Ladung. Kann zwischen ihnen eine Potentialdifferenz bestehen? Wenn ja, kann in diesem Fall die Definition der Kapazität C=Q/V angewandt werden?

Meine Ideen:
Wir haben zwei negativ geladene Leiter. Diese sollten sich abstoßen. Das tun sie auch. Des Weiteren können wir auch von keinem Kondensator sprechen, weil beim Kondensator eine Platte positives und die andere Platte negatives Potential hat. Außerdem kann bei zwei negativ geladenen Leitern kein "gemeinsames" homogenes Feld entstehen. Also kann auch keine Probeladung transportiert werden. Das wäre bei einem Kondensator der Fall. Ich weiß jetzt nicht genau, ob einfache Leiter auch Ladungen speichern können, aber ansonsten würde ich sagen, dass die Formel hier keinen Sinn macht. Es könnte sein, dass der eine Leiter weniger Potential hat als der andere. Aber kann man hier dann auch von einer Potentialdifferenz sprechen?
Danke, wenn ihr mir Licht ins Dunkle bringt smile

Grüße, Nachtfalter.

lampe16 · Anmeldungsdatum: 21.03.2010 Beiträge: 319

Hallo Nachtfalter,
gehe als Beispiel von zwei unendlich langen parallelen Linienleitern aus, welche jeweils die Linienladung

tragen. Die Äquipotenziallinien im homogenen Raum sehen ungefähr so aus wie bei Lehner auf S. 57, Bild 2.9 zu sehen - ungefähr, weil dort ein leicht unsymmetrischer Fall abgebildet ist. Jetzt füllst du innerhalb der Separatrix je Linienleiter eine Äquipotenzialröhre mit Leitermaterial. Wähle dazu Röhren ungleichen Potenzials aus. Das Feld außerhalb der Leiter bleibt gleich - und schon hast du zwei Leiter mit gleicher Ladung (aber unterschiedlicher Flächenladungsdichte), die Spannung gegeneinander führen.

Der Kapazitätsbegriff führt m. E. hier nicht weiter, jedenfalls bei folgender Vorstellung: In einer Entfernung vom Leiterpaar, das groß gegen den Leiterabstand ist, wird das Potenzial wie dasjenige eines einfachen Linienleiters mit der Linienladung

verlaufen. Die Gegenladung

ist im Unendlichen vorstellbar. Das wäre dann ein Zylinderkondensator mit unendlich großem Elektrodenabstand und der Kapazität pro Länge gleich null und der Spannung unendlich.

Auf die zwei Leiter (mit endlichem Querschnitt) kann die übliche Definition der Kapazität nicht angewendet werden, weil die Ladungen verschieden sind. Auch bei einem Drei-Elektroden-Modell (Leiter-Leiter-Unendlich) komme ich auf kein taugliches Modell mit Teilkapazitäten.

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

lampe16 · Anmeldungsdatum: 21.03.2010 Beiträge: 319

Nachtfalter, du hast die Anordnung, auf die sich deine Fragen beziehen, sehr unvollständig beschrieben. Deshalb habe ich bei meiner ersten Antwort so wenig wie möglich hinzugefügt und den sehr akademischen Fall im homogenen Raum mit Gegenladungen im Unendlichen gewählt.

Ein technisch bedeutsamer Fall wäre eine Zweileiter-Anordnung in Luft gegen Erde. Dazu lauten die Antworten:

Zur 1. Frage. Es kann eine Potentialdifferenz ungleich null bestehen.

Zur 2. Frage: Die einfache Definition der Kapazität C=Q/U kann nicht angewendet werden. Statt dessen definiert man Potenzial- und Kapazitätskoeffizienten sowie Teilkapazitäten.

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