Lösung zu Zwei Metallkugeln

Flüssigkeitsbild für die beiden geladenen Metallkugeln

Die Kapazitäten für die beiden Kugeln betragen 77.9 pF und 33.4 pF.

1. Die grosse Kugel trägt bei einem Potenzial von 5 kV eine Ladung von 389 nC, die kleine Kugel speichert -100 nC Ladung.
2. Die Ladung fliesst so lange von einer Kugel zur andern, bis beide Potenziale (Niveaus) ausgeglichen sind. Nach dem Ausgleich beträgt das gemeinsame Potenzial 2.6 kV.
3. Die Energie einer Metallkugel ist Ladung mal halbes Potenzial (Menge mal mittlere Pumphöhe):
   • W₁ = 389 nC * 2.5 kV = 0.97 mJ
   • W₂ = -100 nC * -1.5 kV = 0.15 mJ
4. Im Ausgleichsprozess fliessen 187 nC (Kapazität mal Potenzialänderung) im Mittel über 4 kV hinunter, was eine freigesetzte Energie von 0.75 mJ ergibt.

Aufgabe