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Elektrische Ladung und elektrisches Feld 1
0.
Bezeichnungen und Einheiten
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Größe |
Formelzeichen |
Einheit |
Einheitenzeichen |
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Ladung |
Q |
Coulomb |
C |
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Probeladung |
q |
Coulomb |
C |
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Elementarladung |
e |
Coulomb |
e=1,6·10-19C |
1.
Herkunft der Ladungen
Es gibt zwei Arten elektrischer Ladung: positive und negative Ladung. Träger
der positiven Ladung sind Protonen, Träger der negativen Ladung sind
Elektronen.
In einem Atom sind immer gleich viele Protonen wie
Elektronen enthalten. Da beide Ladungsarten den gleichen Betrag der Ladung haben
(+e bzw. -e), neutralisieren sich die Ladungen nach außen.
2.
Der Begriff des elektrischen Feldes
Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab,
ungleichnamige ziehen sich an. Zwischen Ladungen besteht ein elektrisches Feld,
d.h. ein Raum, in dem elektrische Kräfte wirken.
Elektrische Feldlinien sind Modelle, die den Kraftverlauf im elektrischen
Feld wiedergeben. Es werden ausgewählte Kraft-Wirkungslinien dargestellt. Natürlich
wirken Kräfte auch zwischen den eingezeichneten Feldlinien.
Feldlinien treten senkrecht aus der Oberfläche der
positiven Ladung aus und auch senkrecht wieder in die Oberfläche der negativen
Ladung ein. Diese Feldlinienrichtung wurde vereinbart.
3.
Formen elektrischer Felder
Verlaufen Feldlinien parallel, dann spricht man von
einem homogenen Feld. Dieses gibt es streng genommen nur zwischen zwei
parallelen, entgegengesetzt geladenen Platten. Näherungsweise kann man aber
auch in der Mitte zwischen zwei entfernten entgegengesetzten Punktladungen von
einem homogenen Feld sprechen.
Elektrische Felder lassen sich durch die Kraftwirkung auf eine
Probeladung nachweisen. Sichtbar machen kann man elektrische Feldlinien z.B.
durch Grießkörner in Rizinusöl, die sich infolge Influenz zu Ketten entlang
der Feldlinien aneinander reihen.
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Abb. 1: Versuchsaufbau zur Darstellung elektr. Feldlinien
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Abb. 3: Homogenes Feld; a) Grießkörnerbild, b) Schematische Darstellung