310 Formeln zum elektrischen Feld

Kartei 310: Formeln zum elektrischen Feld
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Formeln zum elektrischen Feld
Lernkartei
08.04.17
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Formeln zum elektrischen Feld
Die Beziehung von elektrische Ladung Q zur
Stromstärke I (Einheiten)?
(1) Q = I * t mit Stromstärke I und Zeit t
[I] Ampere, A; [t] Sekunde, s;
[Q] Coulomb, C = Ampere* Sekunde, As
Die Definition des elektrischen Feldes E (Einheiten)?
(1) E = F el / q mit Kraft F el und Probeladung q
[F] Newton, N; [q] Coulomb;
[E] Newton/ Coulomb, N/C;
Arbeit an der Probeladung Wel (Einheiten)?
(1) Wel  Fel  s (Kraft gegen die Feldrichtung)
 
 
 

(1b) W 
q * E  s  q * E * s * cos( E, s )
el

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
[Wel] Joule, J = Newton*Meter, Nm
Wie groß ist die Arbeit Wel, die an einer in einem
homogenen elektrischen Feld mit der Feldstärke E
bewegten Probeladung q auf dem Wegstück a
entlang der Feldlinien?
Wel = q*E*a
Def. elektrisches Potential (Einheiten) am Punkt i
in Bezug zu einem beliebigen Punkt P0
(1)W q
[] Volt, V mit
[] Joule, J/ Coulomb, J/C;
Wie groß ist die elektrische Arbeit für das Bewegen
einer Ladung von einem Potential zu einem anderen.
(1) W = qq*= q*( q * U
[W] Joule, J = Coulomb, C * Volt, V = CV = As * V;
Die elektrische Arbeit des fließenden Stromes
(1) W = U * I * t mit Spannung U, Stromstärke I und
Zeit t
[W] Joule, J = Volt, V * Ampere, A* Sekunde, s=
V*A s = Watt, W * s
Die Feldstärke des homogenen Feld eines
Plattenkondensators.
(1) E = U / d mit Spannung U und Abstand d
[E] Volt/ Meter, V/m;
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[Wel] Joule, J = Newton*Meter, Nm
08.04.17
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Wie ist die Flächenladungsdichte D definiert?
Die Flächenladungsdichte D ist der Quotient von
(felderzeugender) Ladung Q dividiert durch die
Fläche A, auf die sie durch Influenz einwirkt.
(1) D = Q / A [C/m2 = As/ m2]
Welcher Zusammenhang besteht zwischen der
Flächenladungsdichte D und der Feldstärke E ?
Für den Zusammenhang zwischen der
Flächenladungsdichte der Feldstärke in einem
homogenen elektrische Feld gilt:
(1) Q/A = 0 * E mit der elektrische Feldkonstante
0= 8,85 10-12 C/Vm.
Was versteht man unter einem Radialfeld?
Ein Radialfeld ist ein inhomogenes Feld, das sich von
einem Punkt aus nach allen Seiten hin ausdehnt.
Wie groß ist die Feldstärke E im Radialfeld abhängig
von Radius r und Zentralladung Q ?
Wegen (1) D = 0*E und (2) D = Q/A = Q/(4  r2). gilt
(1b) Q/(4  r2).= ,* E somit ist
(1c) E = 1/ (4  Q/r2
Wie groß ist die Coulomb-Kraft F auf eine Ladung
Q1 im radialsymmetrischen Feld im Abstand r ?
Wegen (1) E = F/Q2 gilt (1a) F = E* Q2. Zusammen
mit der Feldstärke E im radialsymmetrischen Feld ist
(2) E = 1/ (4  Q/r2 ist
(2 in 1 ->1b) F = 1/ (4  Q2 /r2 * Q1
F = 1/ (4 Q1 Q2 /r2
Wie lautet der Zusammenhang zwischen dem
Potential (r) und dem Abstand r um eine Ladung Q?
(r) = 1/ (4 Q /r
Wie ändert sich die potentiellen Energie W(r) einer
Ladung q, die sich aus dem Unendlichen kommend,
einer punktförmigen Ladung Q nähert?
W(r) = 1/ (4 * qQ /r
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Letzte Änderung 14.03.2007
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Wie groß ist die elektrische Energie, die in einem
elektrischen Feld gespeichert ist?
Es muss elektrische Energie W muss aufgebracht
werden, um eine Ladung Q in einem elektrischen
Feld gegen den Potentialunterschied U zu bewegen
(1) W =1/2* Q * U; wegen (4) Q= C*U gilt auch
(2) W = 1/2* Q2 / C und
(3) W =1/2* C * U2
Was versteht man unter der Energiedichte el eines
elektrischen Feldes?
Die Energiedichte el ist vereinbart als Quotient der
elektrischen Energie des elektrischen Feldes durch
das Volumen (1) el = W/ V. Für den
Plattenkondensator (homogenes Feld, Volumen
zwischen den Platten (2) V = A * d (Plattenfläche*
Plattenabstand) und (3) W = 1/2* C * U2 ergibt sich
(2+3 in 1-> 1b) el = 1/2* C * U2 /  A * d).
Es gilt weiterhin (4) C= r*0*A/d.
(4 in 1b->1c )el = 1/2* r*0*A/d * U2 /  A * d);
(1d) el = 1/2* r*0 * U2 / d2);
(5) E = U/d
(5 in 1d->1e) el .=1/2 r*0 E2.
Gibt die Energiedichte in Abhängigkeit der Feldstärke
an.
Für den Plattenkondensator (homogenes Feld,
Volumen zwischen den Platten (1) V = A * d
(Plattenfläche* Plattenabstand) und
(2) W = 1/2* C * U2 ergibt sich
(2+3 in 1-> 1b) el = 1/2* C * U2 /  A * d).
(4) C = r*0*A/d.
(5) E = U/d
(5 +4 in 1b->1c) el .=1/2 r*0 E2.
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