Grundlagen
Elektrizität
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.
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)
  • 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

Das Coulombsche Gesetz gilt nur für Punktladungen und gibt die Kraft in einem elektrischen Feld auf sie an .

Autor : Heiko Haedicke
Copyright : Heiko Haedicke
Datum : 08.04.99
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