Homogenes Feld

Protokoll
Datum: 12.09.2007
Zeit: 14.00 Uhr - 15.30Uhr
Raum: D115
Lehrer: Herr Legleitner
Fehlende: vergleiche Anwesenheitsliste
Protokollantin: Janine Damm
Themen der Stunde:
1. Definition: Elektrisches Feld
2. Wiederholung
3. Verschiedene Arten von elektrischen Feldern
4. Hausaufgaben
1. Definition: Elektrisches Feld
Zu Beginn der Stunde stellte uns Herr Legleitner die Frage, was wir unter einem elektrischen Feld verstehen.
Nach einigen Definitionsansätzen des Kurses einigten wir uns auf folgende:
Das elektrische Feld ist ein Zustand des Raumes um einen elektrisch geladenen Körper, der sich durch
Kraftwirkungen auf andere elektrisch geladene Körper äußert.
2. Wiederholung
2.1 Aufarbeitung des am Ende der letzten Stunde gesehenen Versuchs
2.1.1 Können Probeladungen auch Leiter sein?
Es kam die Frage auf, ob Probeladungen auch Leiter sein können. Um diese Frage zu beantworten, zeigte unser
Kursleiter einen kleinen Versuch.
Durchführung:
Es wurde ein Bandgenerator benutzt, um den sich ein elektrisches Feld befand. Nun haben wir einen Leiter
(leitend beschichteter TT-Ball, befestigt an einer Schnur, zum Generator geführt und ihn elektrisch geladen.
Beobachtung:
Der Leiter wird nun vom Generator abgestoßen.
Deutung:
Der Leiter hat durch das Berühren die gleiche Ladung (+ oder -) wie der Generator erhalten.
Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab.
Verknüpfung der Deutung mit dem Verhalten eines leitenden Körpers in einem E-Feld:
Man kann einen Leiter nicht als Probeladung in einem E-Feld benutzen. ???
Der Leiter würde zwar beim Berühren der negativen Kondensatorplatte ebenfalls negativ geladen werden, jedoch
beim Berühren der positiven Platte würde er wieder den neutralen Zustand erreichen und herunterfallen. Nein!
Anmerkung: Die Probeladung muss Ladungen tragen. Sie kann aus einem Leiter oder einem Nichtleiter
bestehen.
Zusammenfassung:
Elektrische Leiter
- „freie“ Elektronen, d.h. sie sind freibeweglich.
Nichtleiter
In Nichtleitern können Ladungen nicht beliebig weit
verschoben werden.
- Bei Polarisation verschieben sich die
Ladungsschwerpunkte innerhalb eines Atoms. Die
positiv geladenen Atomrümpfe bleiben
unbeweglich.
– Im Material „entstehen“ dadurch Dipole
2.1.2 Feldlinienbilder
Die Grießkörner dienen lediglich zum Anzeigen der Feldlinien. Sie sind keine Probeladungen.
Resultierende Frage:
Warum springt die Watte bei dem letzte Stunde gezeigten Versuch und aber die Grießkörner nicht?
=> Annahme:
1. Grießkörner springen nicht, da dort lediglich eine Ladungsverschiebung erfolgt.
2. Vielleicht springt das Grießkorn nicht, da es nicht im direkten Kontakt mit den Polen steht.
3. Verschiedene Arten von elektrischen Feldern
3.1
Homogenes Feld
Radiales (inhomogenes) Feld

Feldlinien verlaufen parallel
 Der

Die Dichte der Feldlinien ist gleich.
 Dichte

Gleiche Kraft
Verlauf der Feldlinien variiert
der Feldlinien ist abhängig von der
Lage der Senken (-) um die
Quelle (+). (siehe oben)
 Je weiter die Senke von der Quelle liegt, desto
kleiner sind die Kräfte.
Gemeinsamkeiten:
- Die Feldlinien kreuzen sich nie
- Die Feldlinien laufen von + zu -
3.2
Nachdem wir uns noch einmal mit dem homogenen und radialen elektrischen Feld beschäftigt hatten, zeigte uns
Herr Legleitner ein homogenes Feld, jedoch mit einer Besonderheit, er legte zwischen die Senke (negativ
geladener Pol) und der Quelle (positiv geladener Pol) einen Metallring mit leitender Oberfläche.
Skizze:
Beobachtung:
Es bilden sich Feldlinien zwischen Quelle und
Metallring und zwischen Metallring und Senke.
3.2.1 Warum ist kein elektrisches Feld im Ring vorhanden?
Es gibt hierfür zwei Erklärungsmöglichkeiten:
1. Das elektrische Feld geht theoretisch durch den Ring
durch, dadurch dass im Ring auch ein elektrisches
Feld vorhanden ist, heben sich die
elektrischen Felder wieder auf .
3. Man muss sich vorstellen, dass durch
elektrische Influenz die Oberfläche auf der einen
Ringseite positiv und auf der anderen Ringseite
negativ geladen ist. Im Inneren ist der Ring weiterhin
neutral geladen, d.h. es sind weiterhin gleich viele
Elektronen wie Protonen vorhanden.
Das elektrische Feld jedoch wirkt nur zum einem
zwischen der Quelle und der negativ geladenen
Teiloberfläche des Metallrings und zum anderen der
Senke und der positiv geladenen Teilfläche des
Rings.
Man spricht nun von einem Faradayschen Käfig .
4.Hausaufgaben
Arbeitsblatt: Elektrisches Feld fertig bearbeiten.