MEMS und Sensoren

Auf das Wievielfache steigt die elektrostatische Anziehungskraft zwischen zwei parallelen Elektroden eines elektrostatischen MEMS-Aktors ungefähr, wenn die angelegte Spannung verdoppelt wird? (Der Elektrodenabstand bleibe unverändert.)

  1. A1/2-fach
  2. B2-fach
  3. C4-fach
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Antwort: C. 4-fach

Die elektrostatische Anziehungskraft zwischen parallelen Plattenelektroden beträgt F = εAV²/(2d²) und ist proportional zum Quadrat der Spannung V, sodass sich die Kraft bei doppelter Spannung vervierfacht. Da sie umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands d ist, vervierfacht sie sich auch bei halbem Spalt. Die Kräfte bei MEMS sind klein, und bereits für einige zehn µN können einige zehn V nötig sein, weshalb mit Ladungspumpen o. Ä. die Spannung erhöht wird. Zu beachten ist auch, dass unabhängig vom Vorzeichen nur Anziehung wirkt.

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