KondensatormikrofonAuszug aus LK-Abitur Bayern 2004 - I - 1 |
| Über einer festen Metallplatte M1 ist auf zwei elastischen, isolierten Puffern P eine bewegliche, leitende Membran M2 befestigt. Der aus M1 und M2 gebildete Kondensator ist über einen Widerstand R = 10kΩ an eine Gleichspannungsquelle mit U = 40V angeschlossen. Der Flächeninhalt der Kondensatorplatten beträgt A = 100cm2, der Plattenabstand d = 0,20mm. |
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| a) | Berechnen Sie die Ladung Q0 des Kondensators. [zur Kontrolle: Q0 = 18nC] (3 BE)
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| b) | Die Membran wird um Δ x << d nach unten bewegt. Zeigen Sie, dass dadurch die zusätzliche Ladung
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| c) | In einem Zeitraum Δt = 2,5· 10-4 s wird M2 um Δx = 10 μm nach unten bewegt. Berechnen Sie mit Hilfe von Teilaufgabe 1b die mittlere Stärke des Ladestroms während der Zeit Δ t und die mittlere Spannung U12 zwischen den Anschlusspunkten 1 und 2. (4 BE)
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| d) | Begründen Sie, warum die Anordnung als Mikrofon benutzt werden kann. (5 BE)
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| e) | Für den Einsatz in einem Handy müssten das beschriebene Kondensatormikrofon und die Betriebsspannung U modifiziert werden. Erläutern Sie die notwendigen Änderungen sowie der Auswirkungen auf die "Mikrofon-Spannung" U12. (4 BE)
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auf den Kondensator fließt. (5 BE)