Elektrisches Feld und elektrische Feldstärke

Präsentation zum Thema: "Elektrisches Feld und elektrische Feldstärke"—  Präsentation transkript:

1 Elektrisches Feld und elektrische Feldstärke
Ladungen und Felder Elektrisches Feld und elektrische Feldstärke

2 Inhaltsverzeichnis Das elektrische Feld Elektrische Landungen
Verhalten geladener Körper Elektrische Leiter und Influenz Isolatoren und elektrische Polarisation Die Größe elektrische Ladung Messen elektrischer Ladung Die elektrische Feldstärke Elektrische Felder Homogene Felder Radialsymmetrische Felder Das Coulomb´sche Gesetz Darstellung elektrischer Felder Laura Ramsbrock

3 Das elektrische Feld Definition nach Michael Faraday:
Raumbereich, in dem auf elektrische Ladung eine Kraft ausgeübt wird Elektrische Kräfte: Wirkung eines Zustandes des Raumes auf elektrisch geladene Körper Nur an seiner Wirkung erkennbar: Auf einen geladenen Körper wird eine Kraft ausgeübt Influenz Elektrische Polarisation Stromfluss Besteht auch im materiefreien Raum Laura Ramsbrock

4 Elektrische Ladungen Laura Ramsbrock

5 Verhalten geladener Körper
Laura Ramsbrock

6 Elektrische Leiter und Influenz
Elektrische Leiter: Körper, auf denen elektrische Ladung frei beweglich ist Influenz: Räumliche innere Ladungstrennung (Ladungsverschiebung) Laura Ramsbrock

7 Isolatoren und elektrische Polarisation
Isolator: Körper, auf denen elektrische Ladungen nicht frei verschiebbar sind Elektrische Polarisation: Entstehung von elektrischen Dipolen (Ladungsausrichtung) Laura Ramsbrock

8 Die Größe elektrische Ladung
Gibt an, wie groß der Elektronenüberschuss oder Elektronenmangel eines Körpers ist Formelzeichen: Q Ist ein vielfaches der Elementarladung e: e=1,602*10^-19 C Kann berechnet werden mit der Gleichung Q=n*e Einheit der elektrischen Ladung: [Q]= 1As = 1C Laura Ramsbrock

9 Messen elektrischer Ladung
Elektrischer Strom ist bewegte elektrische Ladung Bei konstanten elektrischen Strom der Stärke I: ∆Q=I*∆t Für zeitlich veränderliche Stromstärken I gilt: I=dQ/dt=Q´ Die Ladung ∆Q ist im t-I-Diagramm die Fläche unter der Stromstärkekurve: Q=∫ I(t) dt Laura Ramsbrock

10 Die elektrische Feldstärke
Probeladung q: elektrisch geladener Körper, dessen elektrisches Feld so schwach ist, dass es nicht in der Lage ist, elektrische Ladungen in der Umgebung zu verschieben Elektrische Feldstärke: Kraft, die auf eine positive Probeladung in einem Punkt des Feldes wirkt Ein Maß für die Stärke und die Richtung des Feldes E=F/q Einheit: [E]= 1 N/C Laura Ramsbrock

11 Elektrische Felder Laura Ramsbrock

12 Homogene Felder Die elektrische Feldstärke ist an allen Stellen gleich groß Beispiel Plattenkondensator E=U/d Flächenladungsdichte: σ=Q/A = ε0*E Einheit: [σ]= 1 C/m² Laura Ramsbrock

13 Radialsymmetrische Felder
Elektrisches Feld um eine geladene Kugel Das Feld ist von Ort zu Ort unterschiedlich stark Die Kraft, die auf einen Probekörper wirkt, ist an verschiedenen Stellen unterschiedlich groß Flächenladungsdichte: σ= Q/A = Q/(4п*r²) Elektrische Feldstärke: E= 1/ε0 *Q /(4п*r²) Laura Ramsbrock

14 Das Coulomb´sche Gesetz
Der Betrag der Kraft zwischen zwei geladenen Körpern hängt von der Größe der Ladung und vom Abstand der Körper voneinander ab: F= 1/(4п*ε0*εr)* Q1*Q2/r² 1. Das von der Punktladung Q1 erzeugte radialsymmetrische Feld E1 übt auf eine zweite Punktladung Q2 im Abstand r die Kraft F = Q2*E1 aus Laura Ramsbrock

15 Darstellung elektrischer Felder
Elektrische Feldlinien: Beginnen auf positiven Ladungen und enden auf negativen Ladungen Je dichter sie sind, desto höher ist der Betrag der elektrischen Feldstärke Schneiden sich nicht Laura Ramsbrock

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17 Quellen J. Grehn, J. Krause, Metzler Physik, Schroedel 2007
Abitur Physik Basiswissen Schule, Duden Schulbuchverlag 2007 Physik Oberstufe Gesamtband, Cornelsen Verlag 2008 Laura Ramsbrock