Bei fester Spannung
am Kondensator wird die elektrische Energie
verringert, wenn die dielektrische Flüssigkeit
im linken Schenkel sinkt. Da bei verschieden hohen Flüssigkeitsspiegeln im linken und rechten Schenkel die Gravitationsenergie
auf
jeden Fall vermehrt wird, folgt aus dem Energiesatz, dass die Flüssigkeit im linken Schenkel bei Anlegen der Spannung sinken muss.
Stellt man die Höhendifferenz
ein, so wird die im linken Schenkel der Abbildung schraffiert gezeichnete Flüssigkeitsmasse
durch die rechts schraffiert gezeichnete ersetzt, also im ganzen die Masse
um
gehoben. Die
Gravitationsenergie wird daher um
vermehrt. Dabei wird das links schraffiert gezeichnete Flüssigkeitsvolumen der Dielektrizitätskonstante
aus dem Kondensator
entfernt. Bei gegebener Spannung
bleibt die Feldstärke
ungeändert. Dagegen wird die Verschiebung
in diesem Gebiet
von
auf
vermindert, d.h. die elektrische Energie des Volumens
um
verändert, wobei wir
durch die Suszeptibilität
ersetzt haben. Insgesamt wird also
Gleichgewicht besteht bei
d.h. für
mit
Damit können wir schreiben
Man sieht sofort, dass
wird; die Energie hat für
ein Minimum, so dass das Gleichgewicht stabil ist. Die gesuchte Suszeptibilität
folgt also zu
Hätten wir den Kondensator von der Batterie abgeklemmt, so dass die Ladung konstant bliebe und die Spannung absänke, so würde die
Flüssigkeit im linken Schenkel steigen um
M.Keim, H.J. Lüdde