TET Klausur WS 06/07
Teil A
Aufgabe 1:
Weisen Sie mit Hilfe einer geeigneten Maxwellschen Gleichung nach, dass es sich bei
nicht um ein Magnetfeld handelt!
Aufgabe 2:
Leiten Sie aus den Maxwellschen Gleichungen die Poisson-Gleichung des elektrischen Potentials her!
Aufgabe 3:
Nennen Sie die Gründe für folgende Phänomene an einer Grenzschicht.
a)</b><br>
b)<br><br>
Aufgabe 4:
Eine positiv geladene Kugel und eine ungeladene Kugel hoher Leitfähigkeit befinden sich über einer leitfähigen Ebene.
a) Zeichnen Sie das Feldbild der Anordnung!
b) Tragen Sie die Ladungsverteilung auf den Kugeln und der Ebene ein!
c) Wie nennt man den physikalischen Effekt der hier auftritt?
Aufgabe 5:
Der Kapazitätsbelag eines zylindrischen Leiters beträgt. Bestimmen Sie den Leitwertbelag des Leiters!
Aufgabe 6:
Ein zylindrischer Leiter mit der Leitfähigkeitführt einen Strom I=5A in z-Richtung. Die Radialkomponente der Feldstärke beträgt
.
a) Berechnen sie die z-Komponente der Feldstärke an der Leiteroberfläche.
b) Berechnen sie das Verhältnis der Poyntingvektoren:.
c) Welches Vorzeichen besitzt die Radialkomponente des Poyntingvektors und welcher phys. Effekt ist dadurch beschrieben?
Aufgabe 7:
Gegeben war eine Anordung aus 5 Kammern, wobei wie äußeren und die mittleren ideal leitfähige Gebite waren. Dazwischen waren 2 Ladungsgebiete (durch eine Leitungskammer getrennt), eine mit Positiven und eine mit Negativen Ladungen. Am rechten Rand lag das Nullpotenzial und Links lag das Potenzial U. (Genau wie ein pn-Übergang, nur dass an allen 3 Grenzflächen nochmal ideal leitende Gebiete eingefügt waren)
a) Skizzieren Sie den Verlauf des Potenzials und der Feldstärke<br>
b) Berechnen sie Emax
Aufgabe 8 (6Punkte)
Gegeben war ein Linienleiter und eine Leiterschleife ein einer Ebene parallel zueinander angeordnet, welche sich mit Vx von dem Linienleiter entfernt.
Geben Sie den formalen Zusammenhang zwischen der induzierten Spannung und der Geschwindigkeit an.<br>
Aufgabe 9 (6Punkte)
Gegeben war ein runder Kupferleiter mit einem bestimmten kappa, einem Strom I=5A, einem Radius und einer radialKomponente der Feldstärke Er=1V/m
a) Berechnen sie die z-Komponente der Feldstärke an der Leiteroberfläche.
b) Berechnen sie das Verhältnis der Poyntingvektoren: Sz/Sr
c) In welche Richtung zeigt der Poyntingvektor Sz und welcher Effekt verbrigt sich dahinter<br>
Aufgabe 10
Gegeben war ein Koaxialkabel mit Werten:
Bestimmen Sie die Innere Induktivität Li des kabels.
Teil B
Aufgabe 1:
Gegeben ist ein Würfel mit der Kantenlänge a=5mm mit folgender Feldverteilung:
E0=500V/m
a) ist das Feld ein Potentialfeld - Begründung
b) Wie groß ist die Spannung zwischen den Ecken (0,0,0) und (a,a,a)
c) Wie groß ist die Raumladung p(x,y,z)
d) Wie groß ist die Gesamtladung Q des Würfels
Aufgabe 2:
Gegeben Bandleiter der Dicke D in y-Richtung , Breite b in z-Richtung, und in x-Richtung unendlich ausgedehnt. Koordinatenursprung liegt genau in der Mitte des Leiters.
Es fließst Gleichstrom
a) Berechnen Sie das innere Magnetfeld.
b) Wie groß ist die innere Induktivität
Jetzt mit wechselstrom
c) stellen sie die Differentialgleichung für die Feldstärke auf
d) wie lautet die Allgemeine Lösung
e) spezielle Lösung (nutzen Sie dazu die Symmetrieeigenschaft)
und dann damit das Potential, Stromdichte und den Widerstand berechnen.
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