Dielektrika: Eigenschaften, Berechnung der elektrischen Feldstärke und des elektrischen Potentials

Question 1

Welches Material besitzt die höchste Dielektrizitätskonstante?

Accepted Answer

Keramik

Answer

Luft

Answer

Wasser

Answer

Metall

Question 2

Welche der folgenden Aussagen über das elektrische Potential in einem Dielektrikum ist korrekt?

Accepted Answer

Es ist proportional zur elektrischen Feldstärke.

Answer

Es ist unabhängig von der Dielektrizitätskonstante.

Answer

Es ist gleich der elektrischen Ladung pro Volumeneinheit.

Answer

Es ist eine Vektorgröße.

Question 3

Welche der folgenden Größen ist für die Energie eines Dielektrikums im elektrischen Feld verantwortlich?

Accepted Answer

Die elektrische Feldstärke

Answer

Die Permittivität

Answer

Die elektrische Ladung

Answer

Das Volumen des Dielektrikums

Question 4

Wie kann man die Permittivität eines Dielektrikums experimentell bestimmen?

Accepted Answer

Durch Messung der Kapazität eines Kondensators

Answer

Durch Messung der elektrischen Feldstärke und Ladung

Answer

Durch Messung des elektrischen Potentials

Answer

Durch Messung des Stroms

Question 5

Welche der folgenden Anwendungen nutzt die dielektrischen Eigenschaften von Materialien?

Accepted Answer

Kondensatoren

Answer

Transistoren

Answer

Widerstände

Answer

Induktivitäten

Question 6

Welche physikalische Größe wird durch die Permittivität beschrieben?

Accepted Answer

Spezifische Kapazität

Answer

Elektrische Feldstärke

Answer

Elektrische Spannung

Answer

Elektrische Ladungsdichte

Question 7

Welcher Effekt kann bei hohen elektrischen Feldstärken in Dielektrika auftreten?

Accepted Answer

Dielektrischer Durchschlag

Answer

Polarisation

Answer

Supraleitung

Answer

Induktion

Question 8

Welche Art von Dielektrikum besitzt eine besonders hohe Permittivität?

Accepted Answer

Ferroelektrisches Dielektrikum

Answer

Lineares Dielektrikum

Answer

Nichtlineares Dielektrikum

Answer

Piezoelektrisches Dielektrikum

Question 9

Nach welcher Formel berechnet sich die Kapazität eines Plattenkondensators?

Accepted Answer

C = ε * A / d

Answer

C = ε * d / A

Answer

C = A / (ε * d)

Answer

C = d / (ε * A)

Question 10

Erläutern Sie die Beziehung zwischen der Polarisation und der Permittivität eines Dielektrikums. Wie verändert sich dadurch die elektrische Feldstärke innerhalb des Materials?

Accepted Answer

Polarisation erhöht die Permittivität, was zu einer geringeren elektrischen Feldstärke führt.

Answer

Permittivität und Polarisation stehen in keinem Zusammenhang und haben keinen Einfluss auf die elektrische Feldstärke.

Answer

Polarisation verringert die Permittivität, was zu einer höheren elektrischen Feldstärke führt.

Question 11

Welche Aussage über Dielektrika ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie sind elektrisch isolierend.

Answer

Sie leiten elektrischen Strom.

Answer

Sie speichern elektrische Ladungen.

Answer

Sie besitzen eine hohe elektrische Leitfähigkeit.

Question 12

Wie wirkt sich ein Dielektrikum auf die Kapazität eines Kondensators aus?

Accepted Answer

Sie erhöht die Kapazität.

Answer

Sie verringert die Kapazität.

Answer

Sie hat keinen Einfluss auf die Kapazität.

Answer

Sie verringert die Kapazität nur bei hohen Frequenzen.

Question 13

Welches der folgenden Materialien eignet sich nicht als Dielektrikum für einen Kondensator?

Accepted Answer

Metall

Answer

Keramik

Answer

Kunststoff

Answer

Glas

Question 14

Was ist die Durchschlagfestigkeit eines Dielektrikums?

Accepted Answer

Die maximale elektrische Feldstärke, die es ohne Durchschlag aushalten kann.

Answer

Die minimale elektrische Feldstärke, die es aushält.

Answer

Die elektrische Feldstärke, bei der es seine Isolationsfähigkeit verliert.

Answer

Die elektrische Feldstärke, bei der es seinen Widerstand verliert.

Question 15

Was versteht man unter der Polarisation eines Dielektrikums?

Accepted Answer

Ausrichtung der molekularen Dipole im Dielektrikum.

Answer

Bewegung freier Ladungsträger im Dielektrikum.

Answer

Bildung von Ladungen an der Oberfläche des Dielektrikums.

Answer

Veränderung der Struktur des Dielektrikums.

Question 16

Was sind dielektrische Verluste in einem Kondensator?

Accepted Answer

Energieverluste durch Wärmeentwicklung im Dielektrikum.

Answer

Energiegewinne durch Polarisation im Dielektrikum.

Answer

Energieverluste durch Leitfähigkeit des Dielektrikums.

Answer

Energiegewinne durch niedrige Permittivität des Dielektrikums.

Question 17

Welche Größe ist für die Charakterisierung eines Dielektrikums irrelevant?

Accepted Answer

Farbe

Answer

Dielektrizitätskonstante

Answer

Durchschlagfestigkeit

Answer

Leitfähigkeit

Question 18

Was bewirkt eine hohe Dielektrizitätskonstante in einem Kondensator?

Accepted Answer

Erhöht die Kapazität

Answer

Senkt die Spannung

Answer

Verringert die elektrische Feldstärke

Answer

Erhöht den Strom

Question 19

Welche Aussage über die Polarisation von Dielektrika ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie ist umkehrbar.

Answer

Sie ist permanent.

Answer

Sie führt zu einer Zunahme der elektrischen Feldstärke.

Answer

Sie tritt nur in Flüssigkeiten auf.

Question 20

Was beschreibt die Durchschlagfestigkeit eines Dielektrikums?

Accepted Answer

Die maximale elektrische Feldstärke, die es aushalten kann

Answer

Die Anzahl der Ladungsträger pro Volumeneinheit

Answer

Die minimale elektrische Feldstärke, die es benötigt, um Strom zu leiten

Answer

Die Kapazität eines Kondensators, den es bildet

Question 21

Welches der folgenden Materialien eignet sich aufgrund seiner isolierenden Eigenschaften als Dielektrikum?

Accepted Answer

Polymer

Answer

Halbleiter

Answer

Metall

Answer

Elektrolyt

Question 22

Welche Aussage über die Dipolorientierung in Dielektrika ist korrekt?

Accepted Answer

Die Dipole richten sich im äußeren elektrischen Feld aus.

Answer

Die Dipole sind gegen das äußere elektrische Feld ausgerichtet.

Answer

Die Dipole bleiben unbeeinflusst vom elektrischen Feld.

Answer

Die Dipole sind zufällig orientiert.

Question 23

Welche Eigenschaft zeichnet Ferroelektrika aus?

Accepted Answer

Spontane Polarisation

Answer

Lineare Dielektrizitätskonstante

Answer

Keine Piezoelektrizität

Answer

Isotropie

Question 24

Welche Aussage trifft auf Dielektrika im elektrischen Feld zu?

Accepted Answer

Sie polarisieren sich.

Answer

Ihre Polarisation ist temperaturabhängig.

Answer

Ihre Dielektrizitätszahl ist immer kleiner als eins.

Answer

Sie sind elektrische Leiter.

Question 25

Was versteht man unter der Dielektrizitätszahl eines Materials?

Accepted Answer

Das Verhältnis der elektrischen Feldstärke im Vakuum zur elektrischen Feldstärke im Material.

Answer

Die Menge an elektrischer Ladung, die ein Material speichern kann.

Answer

Den Widerstand eines Materials gegen das Fließen von elektrischem Strom.

Answer

Die Kapazität eines Materials pro Volumeneinheit.

Question 26

Welche Gleichung beschreibt das elektrische Feld E in einem Dielektrikum?

Accepted Answer

E = D / ε

Answer

D = E * ε

Answer

D = Q / A

Answer

E = V / d

Question 27

Was versteht man unter dem Durchschlag eines Dielektrikums?

Accepted Answer

Einen plötzlichen und starken Anstieg des elektrischen Stroms durch das Dielektrikum.

Answer

Eine Umkehr der Polarisation.

Answer

Eine Zunahme der elektrischen Feldstärke.

Answer

Eine Abnahme der Dielektrizitätszahl.

Question 28

Was ist der Unterschied zwischen einem polaren und einem unpolaren Dielektrikum?

Accepted Answer

Polare Dielektrika besitzen ein permanentes Dipolmoment, während unpolare Dielektrika dies nicht tun.

Answer

Polare Dielektrika können nicht durch ein elektrisches Feld polarisiert werden.

Answer

Polare Dielektrika haben eine höhere Dielektrizitätszahl als unpolare Dielektrika.

Answer

Unpolare Dielektrika sind immer gasförmig.

Question 29

Welche Aussage über ferroelektrische Dielektrika ist korrekt?

Accepted Answer

Sie weisen eine spontane Polarisation auf, die durch ein äußeres elektrisches Feld umgeschaltet werden kann.

Answer

Sie werden nur in supraleitenden Materialien gefunden.

Answer

Sie sind perfekte Isolatoren.

Answer

Ihre Dielektrizitätszahl ist immer größer als eins.

Question 30

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine Eigenschaft von Dielektrika?

Accepted Answer

Sie polarisieren sich in einem elektrischen Feld.

Answer

Sie sind hervorragende elektrische Leiter.

Answer

Sie sind starr und spröde.

Question 31

Die Permittivität eines Dielektrikums ist ein Maß für:

Accepted Answer

Die Fähigkeit des Dielektrikums, ein elektrisches Feld zu speichern.

Answer

Die mechanische Festigkeit des Dielektrikums.

Answer

Die Fähigkeit des Dielektrikums, elektrischen Strom zu leiten.

Question 32

Welches der folgenden Materialien ist ein typisches Beispiel für ein Dielektrikum?

Accepted Answer

Keramik

Answer

Aluminium

Answer

Eisen

Answer

Kupfer

Question 33

Das elektrische Potential in einem Dielektrikum ist:

Accepted Answer

Eine skalare Größe, die die Fähigkeit eines elektrischen Feldes darstellt, Arbeit zu verrichten.

Answer

Eine komplexe Größe, die sowohl Real- als auch Imaginärteil hat.

Answer

Eine tensorielle Größe, die alle Komponenten des elektrischen Feldes enthält.

Answer

Eine Vektorgröße, die die Richtung und Stärke des elektrischen Feldes angibt.

Question 34

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die elektrische Verschiebungsdichte in einem homogenen Dielektrikum?

Accepted Answer

D = εE

Answer

D = -εE

Answer

D = ε/E

Answer

D = E/ε

Question 35

Die Kapazität eines Kondensators mit Dielektrikum ist:

Accepted Answer

Direkt proportional zur Permittivität des Dielektrikums und zur Plattenfläche und umgekehrt proportional zum Plattenabstand.

Answer

Indirekt proportional zur Permittivität des Dielektrikums.

Answer

Unabhängig von der Permittivität des Dielektrikums.

Question 36

Welche der folgenden Anwendungen nutzt die dielektrischen Eigenschaften von Materialien?

Accepted Answer

Kondensatoren

Answer

Widerstände

Answer

Transformatoren

Answer

Induktivitäten

Question 37

Die dielektrische Festigkeit eines Materials ist:

Accepted Answer

Die maximale elektrische Feldstärke, der das Material standhält, bevor es durchschlägt.

Answer

Die elektrische Feldstärke, bei der das Material seine Permittivität verliert.

Answer

Die minimale elektrische Feldstärke, die erforderlich ist, um das Material zu polarisieren.

Question 38

Welches der folgenden Materialien ist kein typisches Dielektrikum?

Accepted Answer

Kupfer

Answer

Papier

Answer

Luft

Answer

Keramik

Question 39

Die Polarisation eines Dielektrikums ist ein Maß für:

Accepted Answer

die Ausrichtung seiner dipolen Moleküle

Answer

die Menge der gespeicherten Energie

Answer

die Stärke des elektrischen Feldes

Answer

die Kapazität des Dielektrikums

Question 40

Die Permittivität ε0 eines Vakuums beträgt:

Accepted Answer

8,854 × 10^(-12) F/m

Answer

1 × 10^(-9) F/m

Answer

1 × 10^(-6) F/m

Answer

1 × 10^(-3) F/m

Question 41

Die Dielektrizitätskonstante von Luft ist:

Accepted Answer

1,00059

Answer

1

Answer

100

Answer

10

Question 42

Welches der folgenden Materialien hat die höchste Dielektrizitätskonstante?

Accepted Answer

Keramik

Answer

Papier

Answer

Luft

Answer

Kupfer

Question 43

Welches der folgenden Materialien ist ein Dielektrikum?

Accepted Answer

Keramik

Answer

Aluminium

Answer

Eisen

Answer

Kupfer

Question 44

Welche der folgenden Aussagen über die Permittivität eines Dielektrikums ist richtig?

Accepted Answer

Sie ist ein Maß für die Fähigkeit des Dielektrikums, ein elektrisches Feld zu speichern.

Answer

Sie ist ein Maß für die elektrische Leitfähigkeit des Dielektrikums.

Answer

Sie ist ein Maß für die dielektrische Festigkeit des Dielektrikums.

Answer

Sie ist ein Maß für die Polarisation des Dielektrikums.

Question 45

Welche der folgenden Anwendungen nutzt die dielektrischen Eigenschaften von Materialien?

Accepted Answer

Kondensatoren

Answer

Dioden

Answer

Widerstände

Answer

Spulen

Question 46

Was ist der Zweck eines Faraday-Käfigs?

Accepted Answer

Schutz vor elektrostatischen Entladungen (ESD)

Answer

Speicherung von elektrischer Energie

Answer

Erzeugung von elektrischen Feldern

Answer

Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Energie

Question 47

Wie lautet die Formel zur Berechnung der Kapazität eines Plattenkondensators?

Accepted Answer

C = ε₀ * A / d

Answer

C = V / Q

Answer

C = A / ε₀ * d

Answer

C = Q / V

Question 48

Welches der folgenden Materialien hat die höchste Permittivität?

Accepted Answer

Blei-Titanat (PbTiO₃)

Answer

Polypropylen (PP)

Answer

Polyethylenterephthalat (PET)

Answer

Polyethylen (PE)

Question 49

Die Permittivität eines Materials beschreibt:

Accepted Answer

seine Fähigkeit, elektrische Energie zu speichern.

Answer

seine magnetische Permeabilität.

Answer

seine Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten.

Question 50

Die relative Permittivität eines Materials ist definiert als:

Accepted Answer

das Verhältnis seiner Permittivität zur Permittivität des Vakuums.

Answer

der Kehrwert seiner elektrischen Leitfähigkeit.

Answer

das Produkt seiner Permittivität mit der Flächenladungsdichte.

Question 51

Die Durchschlagfestigkeit eines Dielektrikums ist:

Accepted Answer

die maximale elektrische Feldstärke, der es standhalten kann, bevor ein Stromfluss durch das Material einsetzt.

Answer

die Steigung seiner Permittivitäts-Temperatur-Kurve.

Answer

die minimale elektrische Feldstärke, bei der es polarisiert wird.

Question 52

Dielektrische Verluste beschreiben:

Accepted Answer

Energieverluste in einem Dielektrikum unter dem Einfluss eines elektrischen Wechselfeldes.

Answer

Abnahmen der Permittivität eines Dielektrikums.

Answer

Gewinne an elektrischer Energie in einem Dielektrikum.

Question 53

Welches der folgenden Materialien ist ein ferroelektrisches Dielektrikum?

Accepted Answer

Bariumtitanat

Answer

Aluminiumoxid

Answer

Polyethylen

Answer

Glas

Question 54

Die elektrische Flussdichte in einem Material ist definiert als:

Accepted Answer

das Produkt aus der Permittivität und der elektrischen Feldstärke.

Answer

der Kehrwert der elektrischen Feldstärke.

Answer

das Produkt aus der Ladungsdichte und der elektrischen Feldstärke.

Question 55

Ein Plattenkondensator mit einer Kapazität von 10 µF wird mit einer Spannung von 100 V geladen. Anschließend wird eine Dielektrikums-Platte mit einer relativen Permittivität von 3 zwischen die Platten des Kondensators eingefügt, ohne dass die Ladung auf den Platten sich ändert. Welche Spannung liegt nun am Kondensator an?

Accepted Answer

33,3 V

Answer

10 V

Answer

100 V

Answer

300 V

Question 56

Welcher der folgenden Faktoren beeinflusst NICHT die Dielektrizitätszahl eines Materials?

Accepted Answer

Die Form des Materials

Answer

Die Temperatur

Answer

Die Polarisierbarkeit der Moleküle

Answer

Die Frequenz des elektrischen Feldes

Question 57

Ein Dielektrikum wird zwischen die Platten eines Kondensators eingefügt, der an einer Spannungsquelle angeschlossen ist. Welche der folgenden Aussagen ist FALSCH?

Accepted Answer

Die Kapazität des Kondensators verringert sich.

Answer

Die elektrische Feldstärke im Dielektrikum ist geringer als im Vakuum bei gleicher Ladung.

Answer

Die Energie, die im Kondensator gespeichert ist, erhöht sich.

Answer

Die Spannung am Kondensator bleibt konstant.

Question 58

Welche Art von Dielektrikum hat typischerweise eine hohe Dielektrizitätszahl und wird häufig in Kondensatoren verwendet?

Accepted Answer

Keramisches Dielektrikum

Answer

Vakuum

Answer

Luft

Answer

Glas

Question 59

Ein Dielektrikum wird in ein elektrisches Feld eingebracht. Welche Art von Polarisation tritt auf, wenn die Moleküle des Dielektrikums ein permanentes Dipolmoment besitzen?

Accepted Answer

Orientierungspolarisation

Answer

Ionenpolarisation

Answer

Elektronenpolarisation

Answer

Spontane Polarisation

Question 60

Was ist die Ursache für die Dielektrizitätsverluste in einem Dielektrikum?

Accepted Answer

Bewegung von Ladungsträgern im Dielektrikum

Answer

Elektrische Feldstärke

Answer

Dielektrizitätskonstante

Answer

Dielektrische Polarisation