Wiederholung
- Körper mit Elektronenüberschuss: negativ geladen
- Körper mit Elektronenmangel: positiv geladen
- Ladungstrennung durch Berührung, z.B. durch Reibungselektrizität
- Ladungserhaltungssatz: Gesamtladung bleibt erhalten
- Ladungen können übertragen werden: Ladungsausgleich oder -aufteilung
- Nachweis von Ladungen mit einem Elektroskop
- In Leitern sind die Elektronen frei beweglich und nicht fest an die Atome gebunden, wodurch Strom leicht durch das Material fließen kann
- In Isolatoren sind die Elektronen im Material nicht frei beweglich, sondern fest an ihr jeweiliges Atom gebunden. Dadurch kann im Isolator kein Strom fließen
| Physikalische Größe | Physikalische Bedeutung | Formelzeichen | Einheit |
|---|---|---|---|
| elektrische Ladung | gibt an, wie groß der Elektronenmangel oder Überschuss ist | Q | 1C (Coulomb) |
Das elektrische Feld
Ist ein Körper elektrisch geladen, so ist auch der Raum um diesen Körper mit einem elektrischen Zustand verbunden. Der Raum wird dadurch zum Träger physikalischer Eigenschaften. Solch ein Raum wird als Feld bezeichnet. Man kann also sagen, dass elektrisch geladene Körper von einem elektrischen Feld umgeben sind.
Elektrische Influenz
an einem Leiter
- negativ geladener Stab “drückt” Elektronen des Metallstabes weg.
- es entsteht ein Elektronenmangel
- Anziehung
Die Verschiebung der Ladung eines leitenden Körpers unter Einfluss eines elektrischen Feldes bezeichnet man als elektrische Influenz.
Elektrische Polarisation
an einem Isolator
- Ausrichtung von Atomen oder Molekülen unter einem elektrischen Feld.
Die elektrische Feldstärke
Elektrische Felder kann man über die Kraftwirkung auf geladene Probekörper vergleichen.
Zeichen:
\vec{E}
Eigenschaften des Probekörpers:
- positiv geladen
- besitzt sehr kleine Ladungsmenge, damit das vorhandene elektrische Feld nicht beeinflusst wird
Versuch zur Bestimmung der Kraftwirkung auf einen Probekörper
- Je stärker die Auslenkung, umso stärker ist das elektrische Feld.
- halbiert sich die Ladung q des Probekörpers, dann halbiert sich auch die Kraftwirkung
- es gilt F ~ q
- = konstant, daher ist die Kraftwirkung abhängig von der Probeladung q, aber nicht vom Quotienten\frac{F}{q}\frac{F}{q}
- der Quotient ist ein Maß für die Stärke des elektrischen Feldes\frac{F}{q}
\vec{E}:= \frac{F}{q}
[E] = 1 \frac{N}{C} = 1 \frac{V}{m} = (\frac{Volt}{Meter})
Bestimmung der elektrischen Kraft
- undsin(\alpha) = \frac{s}{l}tan(\alpha) = \frac{E}{F_g}
- Kleinwinkelnäherung: , wennsin(\alpha) \approx tan(\alpha)\alpha < 10°
- \frac{s}{l} = \frac{E}{F_g}