| Allgemeine Eigenschaften Elektrischer
Felder
Definition des elektrischen
Feldes:
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Man spricht von einem elektrischen
Feld , wenn Kraftwirkungen auf
sogenannte Probeladungen
nachweisbar sind .
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Beispiele zum prinzipiellen Aufbau eines
elektrischen Feldes
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Zwei Platten an denen eine
Spannung angelegt wird ,
erzeugen ein homogenes elektrisches
Feld ,
das stets von + nach – gerichtet
ist . |
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Werden 2 zusätzliche
Platten in dieses bestehende
Feld eingebracht , die nicht
elektrisch miteinander
verbunden sind , so entsteht
die hier veranschaulichte
Ladungstrennung in den Platten
.
Das Feld setzt sich unverändert
zwischen den beiden
zusätzlichen Platten
fort . |
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Führt man 2 Platten
die elektrisch verbunden sind
in das Feld ein , so geschieht
eine komplette Ladungstrennung . Das Feld wird nicht unterbrochen.
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Zieht man diese Platten
auseinander , so behalten beide ihre elektrische Ladung (siehe oben) und
das elektrische Feld zwischen
den Platten
dreht sich um . Beide Felder
heben sich auf .
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Hier ist zwischen den Platten
ein Dielektrikum eingebracht , das ein Isolator ist , aber in sich
Molekulardipole trägt
. Diese Molekulardipole richten
sich nach einem elektrischen
Feld aus und sind in der Lage das Feld zu verstärken .
Dieser Effekt wird z.B. in
Elektrolykondensatoren genutzt . Im Elektrolyt sind diese Elementardipole
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Hier wurde ein in sich geschlossener
Leiterwerkstoff
in das Feld eingebracht .
Es leitet das elektrische Feld durch seine Interne Ladungstrennung um sich
herum und erzeugt somit in seinem Inneren einen Feldfreien Raum . |
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Allgemeine Eigenschaften Elektrischer
Felder
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Die elektrische Feldkonstante E0
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Aufgabe :
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Errechnen Sie die Einheit von E0
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Hinweis :
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Die Einheit der Elektrischen Feldkonstante
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Die elektrische Feldkonstante lautet :
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Weiter wichtige Fakten zum Thema
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Die Elementarladung q
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Die Ladungsträgerdichte in Metall
n
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 freie
Elektronen pro cm3
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Beispiele zum prinzipiellen Aufbau
eines elektrischen Feldes
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Koaxialkabel im Schnitt
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Das elektrische Feld dringt
nicht nach außen und von außen dringt nichts nach innen , da
dieses Magnetfeld in sich geschlossen ist .
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Das elektrische Feld ist
nicht (kaum) nachweisbar . |
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Elektrische Feldlinien
(gedachte Linien)
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verlaufen von + nach - , sie
haben einen Anfang und ein Ende
-
treten bei Metallen senkrecht
an der Ladungsoberfläche aus oder ein
-
schneiden oder berühren
sich nie , heben das Bestreben sich zu verkürzen
-
Kennzeichnen die Stärke
des Fledes . Je dichter sie sind , desto größer die Kraftwirkung
Die Wirkung des elektrischen
Feldes auf eine Probeladung
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Bringt man eine positive
Probeladung (q) zwischen die Ladungen , die ein elektrisches Feld erzeugen
,
so wirkt auf die Probeladung
eine Kraft (F) .
Die Richtung dieser Kraft
wird mit Hilfe der sogenannten Feldlinien angegeben .
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Beispiel :
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Q1 – positive Metallkugel
Q2 – negative Metallkugel
q – positive Probeladung
im Feld
F1 – Kraft bewirkt durch
Q1 auf q
F2 – Kraft bewirkt durch
Q2 auf q
F3 – resultierende Kraft
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Die Kraft F3 kann zeichnerisch
mit Hilfe des Kräfteparallelogramms gelöst werden .
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Die Kraft F1 entsteht durch
das Abstoßen von Q1 und q .
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Die Kraft F2 entsteht durch
das Anziehen von Q2 und q .
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Das Coulombsche Gesetz
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Q1,2 = Ladungen in A*s
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r = Entfernung zwischen Q1,2
in m
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F = Kraft in N
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E0 = Elektrische
Feldkonstante
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Das Coulombsche Gesetz
gilt nur für Punktladungen und gibt die Kraft in einem elektrischen
Feld auf sie an .
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Grundlagen