Wir erklären die Begriffe "Elektrisches Feld" und "Elektrische Feldstärke",
befassen uns mit der Wirkung des elektrischen Feldes, wie man diese Wirkung hervorrufen kann, konkret den damit entstehenden Kräften, sowie der Herleitung der Gesetzmäßigkeit zur Feldstärke E
Abb.: Das radialsymmetrische elektrische Feld einer negativen Punktladung
Eine Einführung zum Thema
Du hast bereits gelernt ein Objekt einer bestimmten Ladung Q (egal ob nun + oder -) ist grundsätzlich von einem elektrischen Feld umgeben.
Ein elektrisches Feld wird durch seine Feldstärke beschrieben, dessen Feldlinien immer dann radialsymmetrisch nach außen zeigen, sofern keine andere beeinflussende Ladung dies ändert.
Die Feldstärke einer angenommenen (zur besseren Veranschaulichung) punktförmigen elektrischen Ladung nimmt nach außen hin, abhängig vom Abstand (r oder d), ab.
Die Wirkung der Feldstärke einer Ladung Q kann nur über eine im elektrischen Feld befindlichen Test- oder Probeladung q ausgelöst werden, auf welche dann eine Kraft F einwirkt.
Unser vereinfachter Versuchsaufbau
Abb.: Eine Punktladung (Q+) und deren Kraftwirkung auf Testladungen (q+)
Das elektrische Feld einer Ladung Q erzeugt auf in ihm befindliche Test- bzw. Probeladungen immer ein Kraft F.
Dies umso weniger, je weiter diese Test- bzw. Probeladungen von der Ladung Q entfernt sind.
Dies deshalb, da die das elektrische Feld beschreibende sogenannte Feldstärke E, ebenso nach außen hin abnimmt. Warum dem so ist, leiten wir gemeinsam nachfolgend her.
Herleitung der Gesetzmäßigkeit des Elektrischen Feldes E
Das Elektrische Feld (E) wird neben der Konstanten k letztendlich nur durch zwei Variablen (Q und r bzw. d) bestimmt.
Der Wert für k wird in unserer Betrachtung (im Vakuum mit ) konstant angenommen
Die Feldstärke E ist umso größer, je größer die Punktladung Q ist. Unabhängig von der Test- bzw. Probeladung!
Die Feldstärke E ist umso niedriger, je größer der Abstand zwischen Punktladung Q und Probeladung q ist. Hier sogar bei einer Verdoppelung des Abstandes d bzw. r, eine Viertelung der Feldstärke E
Die Richtung der Kraft F ist durch diese Art der Formeldarstellung zunächst nicht ausgedrückt, es geht nur um den sogenannten Betrag, also die Größe der jeweiligen Kraft F, gleiches für die Feldstärke E. Eine sogenannten Richtungs- oder Vektor-Betrachtung der Größen findet zunächst nicht statt
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