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Elektrische Feldlinien
Monopolfeld
 Die Richtung der Tangente an die elektrische Feldlinie in einem Punkt ist identisch
zu der Kraft, die in diesem Punkt durch das Feld auf eine positive Punktladung
ausgeübt wird.
 Die Intensität der Feldlinien (=Anzahl der Feldlinien pro Fläche dA senkrecht zum
Feld) ist proportional zur Stärke der Kraft, die durch das elektrische Feld auf eine
Punktladung ausgeübt wird.
 Elektrische Feldlinien beginnen immer an den positiven Ladungen und enden an
den negativen Ladungen.
 Elektrische Feldlinien kreuzen sich nicht
Dipolfeld
Bei der Nachbarschaft einer positiven
und einer negativen Ladung laufen die
Feldlinien gekrümmt von der positiven
zur negativen Ladung, da sie immer
senkrecht auf der Oberfläche stehen.
Die Feldlinien zweier benachbarter
gleichnamiger Ladungen ähneln stark
dem Feld zweier gegenüberliegender
gleicher magnetischer Pole.
Elektrische Feldlinien (Grießkörnerbilder)
Coulombsche Kraft
Analogie zur Gravitation
Spiegelladung
Ladung vor Metallplatte
 In Nichtleitern sind die Elektronen fest elektrostatisch an den Kern
gebunden.
 In einem idealen Leiter gibt es viele frei verschiebbare Ladungsträger.
 Für viele Metalle ist dies sehr gut realisiert; die äußeren können sich im
gesamten Festkörper frei bewegen.
Leiter im elektrischen Feld
 Das Metallinnere ist im elektrostatischen Gleichgewicht (stellt sich sehr
schnell ein) feldfrei.
 Ladungen sitzen auf den Oberflächen.
Faraday-Käfig
Eine Gewitterwolke über der Metallkarosserie eines Autos zeigt ein sehr
komplexes Feld. Besonders interessant ist dabei, daß das Innere feldfrei
bleibt (Faraday Käfig).
Experiment mit Faradayschem Käfig
Influenz, Polarisation
Trennung der Ladung in einem Leiter (Ladungsträger
sind frei verschiebbar) durch Influenz bei
Anwesenheit einer äußeren positiven Ladung.
Polarisation der Atome in einem Nichtleiter
(Grieskörner) bei Anwesenheit einer äußeren
positiven Ladung
Elektrische Feldstärke
Die Stärke eines elektrischen Feldes definiert man natürlicher Weise über die
Kraftwirkung auf eine Probeladung. Damit aber die Größe der Probeladung
ohne Einfluß bleibt, wird der Quotient aus Kraft und Probeladung verwendet.
Elektrische Feldstärke einer Punktladung
F
1 Q
E 
 2
q 40 r
Elektrische Feldstärke eines Plattenkondensator
F 1 Q
E  
q 0 A
mit
A=Fläche der Platten
Trennung von Ladungen
 zwei kleine, elektrisch neutrale Metallplatten in Kontakt
 im Feld zwischen zwei großen Platten (Influenz)
 bei Trennung ist jede kleine Platte geladen
Gesetz von der Ladungserhaltung:
In einem abgeschlossenen System ist die Summe der Ladungen erhalten
Anwendungen
DasKopierer
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elektrisches
Feldund es
entsteht eine Kopie vom
angelegt.
Original.
Fragen zum elektrischen Feld
1.
2.
Vor einem Fernsehbildschirm herrscht eine Feldstärke E=1,8kN/C. Wie
groß ist die Kraft, mit der ein positiv geladenes Staubkorn (q=1,5*10-15C)
angezogen wird?
Zwei leitend verbundene Metallplättchen von je 2,0cm*2,5cm
Seitenlänge sind in einem elektrischen Feld (E=5,0*105N/C) senkrecht zu
den elektrischen Feldlinien nebeneinander angeordnet. Berechnen Sie die
auf einem Plättchen influenzierte elektrische Ladung.
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