Aufgabe 2 · Abitur NRW Physik GK · Informationsspeicher 2025

Kondensatoren als Informationsspeicher

DRAM (Dynamic Random Access Memory) bezeichnet eine Technologie für einen elektronischen Speicherbaustein, der hauptsächlich in Computern eingesetzt wird. Das speichernde Element ist dabei ein Kondensator, der entweder geladen oder entladen ist.

Hinweis: Die in den DRAMs enthaltenen Kondensatoren sollen in dieser Aufgabe als Plattenkondensatoren betrachtet werden.

2 In einem Modellversuch zu DRAMs wird der Zusammenhang zwischen Ladungsmenge und angelegter Spannung ermittelt.

a)

Vergleichen Sie qualitativ mithilfe der Abbildung 2 in Material 2 den Wert der Kapazität des Kondensators A mit dem des Kondensators B. Begründen Sie Ihre Aussage. [3 BE]

Material 2: Zusammenhang zwischen Ladung und angelegter Spannung

b)

In einem weiteren Versuch wird die Kapazität $C$ in Abhängigkeit vom Plattenabstand $d$ untersucht.

Begründen Sie unter Einbeziehung aller Messdaten des Materials 3, dass der Zusammenhang zwischen diesen beiden Größen in guter Näherung durch die Gleichung $C = \frac{7{,}6\text{ nF}\cdot\text{mm}}{d}$ angegeben werden kann. [3 BE]

Material 3: Zusammenhang zwischen Kapazität und Plattenabstand

Tab. 1: Experimentell ermittelte Kapazitäten eines Kondensators bei unterschiedlichen Abständen.

$d$ in mm · 0,5 · 1,0 · 1,5 · 2,0 · 2,5 · 3,0

$C$ in nF · 15,2 · 7,7 · 5,0 · 3,8 · 3,0 · 2,6