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Wirbelfelder. Inhalt Arbeit im Wirbelfeld Elektrisches Potential im konservativen Feld Joule 1 φ 1 =0,8 J/q φ 2 = -0,2 J/q Probe- ladung q Bezugs -punkt.

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1 Wirbelfelder

2 Inhalt Arbeit im Wirbelfeld

3 Elektrisches Potential im konservativen Feld Joule 1 φ 1 =0,8 J/q φ 2 = -0,2 J/q Probe- ladung q Bezugs -punkt Arbeit beim Verschieben der Ladung

4 Konservative Felder Ein Feld, in dem auf geschlossenen Wegen die Summe der Arbeiten Null ist, wird als konservatives Feld bezeichnet In konservativen Feldern ist die Arbeit zwischen zwei Punkten vom Weg unabhängig Formale Schreibweise

5 Bewegung einer Ladung in einem nicht konservativen elektrischen Feld Elektrische Feldstärke Geschlossener Weg Es gibt keine statischen Wirbelfelder: Zum Erhalt eines Wirbelfelds muss ständig elektromagnetische Energie zugeführt werden Im Wirbelfeld verschwindet die Arbeit auf einem geschlossenen Weg nicht: Eine Ladung, die sich im Wirbelfeld auf einem geschlossenen Weg bewegt, wird immer schneller

6 Versuch Gedankenexperiment: Bau eines Perpetuum mobile durch Rückführung einer geladenen Kugel im feldfreien Raum hinter den Platten eines Kondensators Elektrische Feldstärke Geschlossener Weg

7 Das Streufeld verhindert ein Perpetuum mobile Elektrische Feldstärke außerhalb des Kondensators Das Feld statisch geladener Platten ist konservativ: Auf einem geschlossenen Weg wird keine Arbeit gewonnen oder verloren: Die zwischen den Platten gewonnenen Energie wird benötigt, um die Ladung im Feld außerhalb der Platten, dem Streufeld, zum Ausgangspunkt zurückzuführen

8 Zusammenfassung In konservativen Feldern ist die Arbeit zur Verschiebung eines Körpers zwischen zwei Punkten unabhängig vom Weg Bei Verschiebung auf geschlossenen Wegen ist daher die Arbeit Null Im Gegensatz dazu: Nicht konservativ sind Wirbelfelder, –Sichtbar z. B. ist die nicht verschwindende Arbeit auf geschlossenem Weg an einem im Strömungswirbel eines Flusses im Kreis schwimmenden Holzstück –Aber: Es gibt kein statisches Wirbelfeld, ein Wirbelfeld bedarf ständiger Energiezufuhr

9 Finis 1 Q: Perpetuum mobile im Feld statisch geladener Platten ? Feldfreier Raum Geschlossener Weg Feld im Kondensator

10 Finis 2 A1: - Gibt es nicht - Streufeld Geschlossener Weg Feld im Kondensator Im Gravitations- und elektrischen Feld ist die Arbeit auf geschlossenen Wegen Null

11 Finis 3 A2: - Gibt es doch: Im Wirbelfeld - Ein Wirbelfeld Geschlossener Weg Aber: Es gibt keine statischen Wirbelfelder, zum Erhalt eines Wirbelfelds muss ständig Energie zugeführt werden


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