Grundlagen
Elektrizität
   
Die elektrische Ladung 
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Um ca. 500 v. Chr. Entdeckte Thales von Milet , daß Bernstein , der mit einem weichem Tuch abgerieben wird ,  
leichte und kleine Körper anzieht . Da unbehandelter Bernstein diese Fähigkeit nicht besitzt , muß also durch den Reibungsprozeß eine Wirkung erzielt werden .  
Diese entstandene Wirkung des Bernsteins hat nach modernen Gesichtspunkten der Physik nichts mit Gravitation zu tun .  
Diese in diesem Versuch freiwerdenden Kräfte nennt man „Elektrisch" nach dem griechischem Wort  
für Bernstein . Natürlich läßt sich dieser Effekt auch bei anderen Materialien beobachten .  
So beim Glas , Plastik , Styropor oder Siegellack . 
Die hier entstandene elektrische Ladung ist eine sog. Statische Ladung .  
Statisch aus dem einfachen Grund : Die Ladung verbleibt auf dem Abgeriebenen Körper und erzeugt ein elektrisches Feld . Hier entsteht dieselbe Ladung , die bei einem Gang über einen Teppich entsteht .  
Wir kennen dies aus unserem Alltag : Man geht über einen Teppich , faßt eine Türklinke oder einen anderen Menschen an und ein kleiner Funke schlägt von uns auf unser gegenüber . Hier ist soeben eine Entladung von statischer Elektrizität passiert . Wie hoch die Energie dieser statischen Ladung ist , hängt von sehr vielen Faktoren ab . z.B. Luftfeuchtigkeit , Kleidung , Schuhe , etc. 
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Aber nun zurück zu unserem Stab . 
Versuchen Sie es selbst ! 
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Versuch zur Elektrischen Ladung : 
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Benötigt werden :  
1 Glasstab (oder ein Kochlöffel aus Plastik) 
1 Staubtuch (oder ein anderes Weiches Stoff-Tuch) 
1 Blatt Papier 
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Versuch : 
. Aufladen des Stabes mittels Reibung 
Zerreißen sie nun das Papier in viele kleine Stücke und legen sie es gehäuft vor sich hin . 
Probieren sie mit dem nicht abgeriebenen Tuch die Schnipsel aufzuheben - es funktioniert nicht . 
Nun nehmen sie den Kochlöffel und das Tuch (jeweils in eine Hand) und reiben sie den Stab gut und lange ab .  
Nähern sie dann langsam den aufgeladenen Stab an die Papierschnipsel an . 
Der Stab zieht jetzt die Schnipsel an und sie bleiben an ihm hängen . 
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Was ist passiert ? 
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Durch das Reiben haben sie den Stab aufgeladen . Diese Ladung erzeugt ein elektrisches Feld , welches die 
Papierschnipsel anzieht und festhält . 
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Jetzt werden sie sich die Frage stellen , warum habe ich den Stab mit Reibung aufgeladen ?  
Werden zwei verschiedene Materialien aneinandergerieben , passiert zwischen ihnen ein Ladungsaustausch . 
Das eine Material wird negativ , das andere positiv geladen . Welches nun wie aufgeladen wird , hängt davon ab ,  
wie die Atomaren Eigenschaften eines Materials sind . Hierbei ist von Bedeutung , wie „gerne" das Atom eines 
Materials ein Elektron seiner äußeren Hülle abgibt . Gibt es seine Elektronen ab , sind die Protonen dieser 
Atome im Überschuß - die Folge , es wird positiv geladen . Gibt es seine Elektronen nicht ab , sondern „fängt" sich noch einige ein , so daß die Anzahl der Elektronen größer als die der Protonen ist - wird das Material negativ . 
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Siehe auch : Das Atom - Ladungsaustausch Elementar . 
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Die Folge - Die gesamte Oberfläche eines Materials erfährt einen Ladungsaustausch und nimmt eine bestimmte Ladung an . 
Natürlich muß für einen solchen Vorgang kein Reinstoff benutzt werden .  
Dieser Vorgang passiert auch bei Molekülen - z.B. beim Glasstab oder einem Stab aus Siegellack . 
Reibt man einen Glasstab mit einem weichen Tuch ab , so entzieht es dem Glas Elektronen .  
Das bedeutet , das Tuch wird Negativ und das Glas wird Positiv geladen . 
Reibt man dagegen einen Stab aus Siegellack mit einem weichen Tuch ab , so gibt es dem Stab Elektronen ab .  
Der Stab wird also Negativ und das Tuch Positiv geladen . 
Um zu Untersuchen wie sich Ladungen verhalten , kann man sich eines einfachen Versuchs bedienen . 
Nimmt man 2 Styroporkügelchen und hängt diese an einem Seidenfaden in geringer Nähe nebeneinander auf , kann man folgende Beobachtungen machen :  
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1.Mit einem positiven Glasstab berührt man beide Kugeln nacheinander . Sie stoßen sich ab. 
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2.Mit einem negativen Siegellack-Stab berührt man beide Kugeln nacheinander . Sie stoßen sich ab . 
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3.Mit einem negativen Siegellack-Stab berührt man die linke Kugel und mit einem positiven Glasstab berührt man die rechte Kugel . Beide Kugeln ziehen sich an . 
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Durch das Berühren des Stabes wird die jeweilige Ladung auf die Kugel übertragen .  
Da man daraus die Ladung der Kugeln im Versuch erkennen kann , haben wir folgende Grundsätze im Versuch bewiesen . 

Zu1. Sind beide Kugeln positiv geladen (+) , stoßen sie sich ab . 
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Zu2. Sind beide Kugeln negativ (-) , stoßen sie sich ab. 
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Zu3. Sind die Kugeln unterschiedlich geladen (+/- oder -/+) , ziehen sie sich an . 
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Wir können also feststellen :  
Ladungen gleicher Vorzeichen stoßen sich ab und Ladungen ungleicher Vorzeichen ziehen sich an . 
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Zur Veranschaulichung :  
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Das Pendel1.neutral / 2.gleiche Ladung / 3.unterschiedliche Ladung.  
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Das elektrische Feld  

Ist ein Körper elektrisch geladen , so entsteht in und um ihn ein elektrisches Feld .  
Dieses Feld bewirkt erst die Tatsache , das sich Ladungen anziehen oder abstoßen .  
Ist ein elektrisches Feld durch eine Ladung vorhanden , so übt sie auf jeden beliebigen Punkt im Raum  
eine gewisse Kraft aus . Diese Kräfte werden durch Feldlinien in einer Zeichnung veranschaulicht .  
Man zeichnet sie immer vom positivem Feld zum negativem Feld .  
Diese Feldstärkevektoren sind in jedem Punkt des Raumes zu finden .  
Mit ansteigender Entfernung zu dem Ursprungsfeld nimmt die Intensität des elektrischen Feldes ab .  
Feldlinien verlaufen in jedem Punkt des Feldes tangential .  
Zeichnung eines elektrischen Feldes :Das elektrische Feld 
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Das elektrische Feld wird wie folgt Mathematisch erfasst : 
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Das Feld für eine einzige Ladung q ist der Vektor : E=F/q 

Das elektrische Feld mit einer einzelnen Ladung
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Autor : Heiko Haedicke
Copyright : Heiko Haedicke
Datum : 17.07.98
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