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Die elektrische Feldstärke. Inhalt Die elektrische Feldstärke –Definition –Feldlinien Die magnetische Feldstärke –Definition –Lorentzkraft –Kraft zwischen.

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Präsentation zum Thema: "Die elektrische Feldstärke. Inhalt Die elektrische Feldstärke –Definition –Feldlinien Die magnetische Feldstärke –Definition –Lorentzkraft –Kraft zwischen."—  Präsentation transkript:

1 Die elektrische Feldstärke

2 Inhalt Die elektrische Feldstärke –Definition –Feldlinien Die magnetische Feldstärke –Definition –Lorentzkraft –Kraft zwischen zwei stromdurchflossenen Leiter

3 FormelEinheitAnmerkung Elektrische Feldstärke: Quotient aus der Kraft auf eine elektrische (Probe-) Ladung und dem Betrag der Ladung Die Richtung der elektrischen Feldstärke ist definiert als Richtung der Kraft auf eine positive Ladung Die elektrische Feldstärke

4 Die Feldstärke ist eine Eigenschaft des Orts, ihre Ursache muss nicht bekannt sein Zum Begriff der Probeladung (Symbol q) : Sie soll so klein sein, dass ihr Einfluss auf Richtung und Betrag des zu messenden Feldes vernachlässigbar klein ist.

5 Beispiel: Ladung q im elektrischen Feld einer mit Q geladenen Platte

6 Die Ladungsverteilung – Ursache für die Feldstärke –kann unbekannt sein Beispiel: Ladung q im elektrischen Feld

7 Feldlinien, Feldstärke Feldlinien zeigen die Richtung der Kraft auf eine Ladung q, hohe Dichte der Linien zeigt hohen Betrag der Kraft ( Q Ladung auf der Platte)

8 Das Elektrometer Ladungen werden durch Kräfte nachgewiesen Bewegliche Folien

9 Versuch: Feldlinienbilder für Ladungsverteilungen: –Zwei gleichgeladene Punktladungen –Zwei entgegengesetzt geladene Punktladungen –Zwei große Platten: Plattenkondensator

10 Ursache der statischen elektrischen Feldstärke Statische Anordnung von Ladungen Durch die Wahl der Ladungsverteilung im dreidimensionalen Raum können unterschiedliche Feldverteilungen realisiert werden

11 Vergleich mit der Feldstärke im Gravitationsfeld Die Gravitationsfeldstärke ist -analog zur elektrischen Feldstärke- ein Quotient, Zähler: Gravitations-Kraft F [N] auf einen Probekörper Nenner: Eigenschaft des Probekörpers, an der die Kraft angreift, die Masse [kg] E g = F/m [N/kg] Der Begriff ist auf der Erde – außer bei Geowissenschaftlern - wenig gebräuchlich, weil die Feldstärke E g = F/m = g [m/s 2 ] praktisch überall konstant ist und immer nach unten, zur Erdmitte hin zeigt. Die Gravitationsfeldstärke wird deshalb als Fallbeschleunigung bezeichnet. Grund: Die riesige Erdmasse dominiert die Schwerkraft, der Einfluss weiterer Massen ist meist vernachlässigbar, aber vorhanden, z. B. führen Gesteine unterschiedlicher Dichten zu lokalen Variationen der Fallbeschleunigung g [m/s 2 ]

12 Feldlinien, Feldstärken elektrisch und bei Gravitation Betrag und Richtung der Kraft variabel Betrag und Richtung der Kraft überall gleich

13 Ursachen der Feldstärken Elektrisch: –Statische Anordnung von Ladungen –Zeitliche Änderung von Magnetfeldern Magnetisch: –Bewegte Ladungen –Zeitliche Änderung von elektrischen Feldern Thema der Elektrostatik

14 Ursachen der Feldstärken Elektrisch: –Statische Anordnung von Ladungen –Zeitliche Änderung von Magnetfeldern Magnetisch: –Bewegte Ladungen –Zeitliche Änderung von elektrischen Feldern Thema der Elektrodynamik

15 Zusammenfassung An einem Ort mit elektrischer Feldstärke wirkt auf eine Ladung eine Kraft Die Feldstärke ist ein Quotient Zähler: Coulomb-Kraft F [N] auf einen Probekörper der Ladung q Nenner: Eigenschaft des Probekörpers, an der die Kraft angreift, die Ladung q [C] E = F/q [N/C] Die elektrische Feldstärke ist eine vektorielle Größe mit der Richtung des Kraft-Vektors Ursachen elektrischer Feldstärke: –Materiell: Statisch im Raum angeordnete Ladungen –Ohne Materie: Sich zeitlich ändernde magnetische Felder

16 finis Betrag und Richtung der Kraft variabel Betrag und Richtung der Kraft überall gleich


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