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

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Elektrische Ladungen

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Laura Ramsbrock

Verhalten geladener Körper

28.02.2013

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Elektrische Leiter und Influenz

Elektrische Leiter: Körper, auf denen elektrische Ladung frei beweglich ist

Influenz: Räumliche innere Ladungstrennung (Ladungsverschiebung)

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Isolatoren und elektrische Polarisation

Isolator: Körper, auf denen elektrische Ladungen nicht frei verschiebbar sind

Elektrische Polarisation: Entstehung von elektrischen Dipolen (Ladungsausrichtung)

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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

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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

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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

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Elektrische Felder

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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

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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)

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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

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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

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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