Keramik und Glas
Welcher Wert kommt der Kapazität eines Plattenkondensators am nächsten, bei dem eine dielektrische Schicht mit der relativen Permittivität 3000 und der Dicke 2,0 µm zwischen Elektroden mit der Fläche 1,0 mm² liegt? Die elektrische Feldkonstante sei 8,85×10⁻¹² F/m.
- Aca. 13 pF
- Bca. 13 nF
- Cca. 13 µF
Lösung und Erläuterung anzeigen
Lösung: B. ca. 13 nF
In C = ε₀εᵣA/d wird in SI-Einheiten eingesetzt. Mit A = 1,0 mm² = 1,0×10⁻⁶ m² und d = 2,0 µm = 2,0×10⁻⁶ m ist C = 8,85×10⁻¹² × 3000 × 1,0×10⁻⁶ / (2,0×10⁻⁶) ≈ 1,3×10⁻⁸ F, also etwa 13 nF. Ca. 13 pF und ca. 13 µF weichen um den Faktor 1000 ab, weil bei der Umrechnung von mm² oder µm ein Fehler unterlaufen ist. Dielektrika auf BaTiO₃-Basis haben relative Permittivitäten von mehreren Tausend; in keramischen Vielschichtkondensatoren (MLCC) werden Hunderte solcher dünnen Schichten gestapelt und parallel geschaltet, um auf kleinem Volumen eine große Kapazität zu erreichen.