Folgende Physikfrage (Elektrotechnik)

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Eine Gewitterwolke bedeckt gut 250 km² des Himmels. Der Abstand zur Erdoberfläche beträgt im Mittel 1,4 km. Zwischen Erdboden und Wolkenunterkante herrscht eine Spannung von ca. 2,38 * 10^8 V.

a) Wie groß ist die elektrische Feldstärke innerhalb des Gewittergebiets?
b) Welche Ladungsmenge sammelt sich am Boden (meist positiv) an?

A ist ja einfach. Da man von einem annähernd homogenen Feld ausgeht, kann man in die Gleichung E = U / d einsetzen und erhält 170.000 V / m. Nun ist aber auch Q (elektrische Ladungsmenge) gesucht. Dazu fällt mir einfach keine Gleichung ein.

Q = I * t. Ich habe weder I noch t.

U = W / Q umgeformt: Q = W / U. Ich habe W nicht.

C = Q / U umgeform: Q = C * U. Ich habe C nicht.

Ich finde einfach keine Gleichung, in der alle drei Zusammenhänge (elektrische Ladungsmenge, el. Spannung, el. Feldstärke) auftauchen.

Jemand eine Idee?

[AtTheDriveIn]

C=E0*Er*A/d

http://de.wikipedia.org/wiki/Dielektrikum

Das Dielektikum Luft hat Er: 1,00059
E0 ist die Permittivität des Vakuums, die ist 1.

Ich denke dein Lehrer hat also nichts dagegen wenn du mit C=A/d rechnest ;)

[Hardwaretoaster]

E in Sinne von Energie wäre das selbe die W (Work für Arbeit), aber hier ist E die Feldstärke.

Zur Frage: Musste auch erst nachgucken, aber schau mal hier (http://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_(Elektrotechnik)) in der Tabelle unter Plattenkondensator, Splate Elektrische Feld, Eo ist 'ne Konstante (musst du mal nachschauen, auch wie die gleich hieß), ER ein Materialkonstante, die du bei Luft als 1 annhemnen kannst, wenn's 'ne Schulaufgabe ist, ist nur marginal abweichend, nach Q umstellen und es sollte passen.

(Oh Gott, nächsten Frühjahr brauche ich das alles nochmal richtig parat...ich vergesse so schnell)


EDIT: Mist, da war jemand schneller, nach seinem edit...

[Altes-Kamel]

Und E0 := 8,854*10^-12 soweit ich mich noch erinnern kann.

[123456]

C=Eo*Er*A/d

Gilt das nicht nur beim Plattenkondensator? Falls nicht, bedank ich mich herzlichst bei allen. Die Formel ist mir bestens bekannt, nur hatte ich sie im Zusammenhang mit Plattenkondensatoren im Gedächtnis. :D

[Matrix316]

Gilt das nicht nur beim Plattenkondensator? Falls nicht, bedank ich mich herzlichst bei allen. Die Formel ist mir bestens bekannt, nur hatte ich sie im Zusammenhang mit Plattenkondensatoren im Gedächtnis. :D Ist das nicht im Prinzip auch ein Plattenkondensator, oder? Zwei Flächen gegenüber...

Ich habe hier auch gerade die Formel: E = Q / (E0 * A) gefunden. Q wäre dann E * E0 * A. Obs so einfach ist? :|

[AtTheDriveIn]

Gilt das nicht nur beim Plattenkondensator? Falls nicht, bedank ich mich herzlichst bei allen. Die Formel ist mir bestens bekannt, nur hatte ich sie im Zusammenhang mit Plattenkondensatoren im Gedächtnis. :D

Ich denke das man im Fall Gewitterwolke-Erdboden vereinfacht von einem riesigen Plattenkondensator ausgehen kann.

[UliBär]

Gilt das nicht nur beim Plattenkondensator?Das ist doch ein gigantischer Plattenkondensator. Eine Platte ist der Erdboden, die andere die Wolke. :wink:

[edit] zu langsam... :redface: