5 Elektrisches Feld und Kondensator

5.1 Elektrisches Feld

Auf elektrisch geladene Kugeln wirken Kräfte (Anziehung und Abstoßung), dass heißt, der Raum zwischen ihnen muss einen besonderen Zustand aufweisen. Ein solcher Raumzustand wird als elektrisches Feld bezeichnet.
Elektrische Ladungen verursachen elektrische Felder, dass heißt einen Raum, indem auf elektrische Ladungen Kräfte ausgeübt werden.
Die Beeinflussung des Raumes durch elektrische Felder kann vom Menschen nicht unmittelbar erkannt werden, da sie dafür keine Sinnesorgane besitzen. Es können lediglich Wirkungen erkannt und Modellvorstellungen entwickelt werden.

Elektrische Feldlinien ermöglichen eine Modellvorstellung vom Aufbau eines elektrischen Feldes.
Die elektrischen Feldlinien stellen die Richtung der Kräfte dar, die im Feld auf Positive Ladungen wirken.
Elektrische Feldlinien können mit Hilfe von Grießkörnern auf Rizinusöl und entsprechenden Ladungen (Elektronen) sichtbar gemacht werden.

 

Elektrische Feldlinien:

• gehen von der positiven zur negativen Ladung
• treten senkrecht zur Ladungsoberfläche ein und aus
• schneiden und berühren sich nicht
• kennzeichnen die Stärke des Feldes; je dichter sie verlaufen, desto stärker ist das elektrische Feld

 

Abschirmung elektrischer Felder

Elektrische Felder können durch elektrisch leitfähige Gehäuse abgeschirmt werden (Faradayscher Käfig).

 

Anwendung:

Antennenleitungen, Präzisionsmessgeräte, Rechenzentren

 

Elektrisches Feld

Homogen (lat. gleichmäßig)
Homogene elektrische Felder treten zwischen zwei ungleichartig geladenen parallelen Platten auf. Die Feldlinien eines homogenen elektrischen Feldes verlaufen parallel und im gleichen Abstand. Die Feldstärke hat überall die gleiche Stärke.
Die elektrische Feldstärke ergibt sich aus der Spannung, die an den Platten anliegt, und dem Plattenabstand.

E = U / a

E: Elektrische Feldstärke
[E] = V/m

Anwendung:
Prüfung von Flüssigen und Gasförmigen Isolierstoffen

 

Kapazität (lat. Fassungsvermögen)

Zwei parallel gegeneinander isolierte elektrisch leitfähige Platten werden durch eine Gleichspannung aufgeladen.
Die von den Platten aufgenommene elektrische Ladungen sind proportional der angelegten Spannung und proportional der Kapazität.

Q = C * U   => C = Q / U

[Q] = As
Q = I * t
[C] = As / V = 1F (Farad)

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