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LADUNGEN UND FELDER
Elektrisches Feld und elektrische Feldstärke
Laura Ramsbrock
Inhaltsverzeichnis
Das elektrische Feld Elektrische Landungen
Verhalten geladener Körper Elektrische Leiter und Influenz Isolatoren und elektrische Polarisation Die Größe elektrische Ladung Messen elektrischer Ladung
Die elektrische Feldstärke Elektrische Felder
Homogene Felder Radialsymmetrische Felder Das Coulomb´sche Gesetz Darstellung elektrischer Felder28.02.2013
Laura Ramsbrock
Das elektrische Feld Definition nach Michael Faraday:
Raumbereich, in dem auf elektrische Ladung eine Kraft ausgeübt wird
Elektrische Kräfte: Wirkung eines Zustandes des Raumes auf elektrisch geladene Körper
Nur an seiner Wirkung erkennbar: Auf einen geladenen Körper wird eine Kraft
ausgeübt Influenz Elektrische Polarisation Stromfluss
Besteht auch im materiefreien Raum28.02.2013
Laura Ramsbrock
Elektrische Ladungen
28.02.2013
Laura Ramsbrock
Verhalten geladener Körper
28.02.2013
Laura Ramsbrock
Elektrische Leiter und Influenz
Elektrische Leiter: Körper, auf denen elektrische Ladung frei beweglich ist
Influenz: Räumliche innere Ladungstrennung (Ladungsverschiebung)
28.02.2013
Laura Ramsbrock
Isolatoren und elektrische Polarisation
Isolator: Körper, auf denen elektrische Ladungen nicht frei verschiebbar sind
Elektrische Polarisation: Entstehung von elektrischen Dipolen (Ladungsausrichtung)
28.02.2013
Laura Ramsbrock
Die Größe elektrische Ladung
Gibt an, wie groß der Elektronenüberschuss oder Elektronenmangel eines Körpers ist
Formelzeichen: Q Ist ein vielfaches der Elementarladung e:
e=1,602*10^-19 C Kann berechnet werden mit der
Gleichung Q=n*e Einheit der elektrischen Ladung:
[Q]= 1As = 1C28.02.2013
Laura Ramsbrock
Messen elektrischer Ladung
Elektrischer Strom ist bewegte elektrische Ladung
Bei konstanten elektrischen Strom der Stärke I: ∆Q=I*∆t
Für zeitlich veränderliche Stromstärken I gilt: I=dQ/dt=Q´
Die Ladung ∆Q ist im t-I-Diagramm die Fläche unter der Stromstärkekurve:
Q=∫ I(t) dt
28.02.2013
Laura Ramsbrock
Die elektrische Feldstärke
Probeladung q: elektrisch geladener Körper, dessen elektrisches Feld so schwach ist, dass es nicht in der Lage ist, elektrische Ladungen in der Umgebung zu verschieben
Elektrische Feldstärke: Kraft, die auf eine positive Probeladung in
einem Punkt des Feldes wirkt Ein Maß für die Stärke und die Richtung des
Feldes
E=F/q Einheit: [E]= 1 N/C28.02.2013
Laura Ramsbrock
Elektrische Felder
28.02.2013
Laura Ramsbrock
Homogene Felder
Die elektrische Feldstärke ist an allen Stellen gleich groß Beispiel Plattenkondensator
E=U/d Flächenladungsdichte: σ=Q/A = ε0*E
Einheit: [σ]= 1 C/m²
28.02.2013
Laura Ramsbrock
Radialsymmetrische Felder
Elektrisches Feld um eine geladene Kugel Das Feld ist von Ort zu Ort
unterschiedlich stark Die Kraft, die auf einen Probekörper wirkt,
ist an verschiedenen Stellen unterschiedlich groß
Flächenladungsdichte: σ= Q/A = Q/(4п*r²)
Elektrische Feldstärke: E= 1/ε0 *Q /(4п*r²)
28.02.2013
Laura Ramsbrock
Das Coulomb´sche Gesetz
Der Betrag der Kraft zwischen zwei geladenen Körpern hängt von der Größe der Ladung und vom Abstand der Körper voneinander ab:
F= 1/(4п*ε0*εr)* Q1*Q2/r²
28.02.2013
Laura Ramsbrock
Darstellung elektrischer Felder
Elektrische Feldlinien: Beginnen auf
positiven Ladungen und enden auf negativen Ladungen
Je dichter sie sind, desto höher ist der Betrag der elektrischen Feldstärke
Schneiden sich nicht
28.02.2013
Laura Ramsbrock28.02.2013
Laura Ramsbrock
Quellen
J. Grehn, J. Krause, Metzler Physik, Schroedel 2007
Abitur Physik Basiswissen Schule, Duden Schulbuchverlag 2007
Physik Oberstufe Gesamtband, Cornelsen Verlag 2008
28.02.2013