Get these flashcards, study & pass exams. For free! Even on iPhone/Android!

Bei einem konstanten elektrischen Storm der Stärke fließt während der Zeit die elektr. Ladung:

Eine Probeladung ist ein elektrisch geladener Körper, dessen elektrisches Feld so schwach ist, dass es nicht in der Lage ist, elektrische Ladung in der Umgebung der Probeladung zu verschieben.

Die elektr. Feldstärke ist der Quotient der elektrostatischen Kraft , die eine positive Probeladung im betrachteten Punkt des Feldes erfährt, und der Ladung :

• zwei gleiche, kleine Metallkugen (=2cm) werden mit der gleichen positiven Ladung q / Q () aufgeladen
• eine Kugel ist isoliert an einem Kraftmesser angebracht
• die andere Kugel kann in unterschiedlichen Abständen (gemessen zur Kugelmitte) zur anderen Kugel gebracht werden
• aufgrund der Influenz beträgt, führt man die Messung mit einem Mindestensabstand von 10cm durch und vergrößert dann schrittweise den Radius

Versuch 2:

• selber Versuchsaufbau wie bei Versuch 1
• Messung erfolgt nun in Abhängigkeit von

Sobald die Feldstärke für alle im Punkt im Abstand vom Mittelpunkt der Kugel, die die Ladung besitzt, den gleichen Wert hat, bezeichnet man dieses Feld als radialsymmetrisch.

• zwei Metallplättchen werden in die Nähe eines radialsymmetrischen Feldes gebracht
• Blättchen sind senkrecht zum Feld

Beobachtung:
Die beiden Plättchen haben die entgegensetzten Ladung



Vorteil: Messung ist wesentlich einfacher als die Kraft auf eine Probeladung zu messen

Feldstärke nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab

Auf eine zweite Punktladung wird im Abstand von die Kraft ausgeübt.




haben und dasselbe Vorzeichen, so ist die Kraft natürlich abstoßend.

haben und nicht dasselbe Vorzeichen, so ist die Kraft natürlich anziehend.

das elektr. Feld ist überwiegend homogen, nur der Randbereich weicht ab

Feldstärke/ Feldliniendichte nimmt nach außen hin ab

Unter dem elektr. Potential eines Punktes in einem elektr. Feld versteht man den Quotienten aus der potenziellen Energie des Körpers im Feld und der Ladung dieses Körpers

Die Potentialdifferenz heißt elektr. Spannung eines Punktes mit dem Potential gegenüber einem Punkt mit dem Potential .

Unter Äquipotentialfläche versteht man alle Punkte besitzen, sie liegen alle auf einer Ebene parallel zu den Platten des Plattenkondensators.

d ist der Abstand der beiden Platten im Kondensator

Sobald sich ein geladener Körper (Elektron) unter dem Einfluss der elektrischen Kraft in einem elektr. Feld bewegt, nimmt dieser aus dem Feld Energie auf. Ist die Spannung nicht mehr am Kondensator angelegt, kann die Energie gespeichert werden. Sobald man den Kondensator berührt, kommt es zur Entladung.

Die Öltröpfchen sind der Luftreibung ausgesetzt, es gilt das Gesetz von Stoke. Problematik: Volumen und Masse ist kaum bestimmbar
ist die Zähigkeit des Stoffes -> in diesem Fall ist es die Luft

beim gleichförmigen Sinken ()
beim gleichförmigen Steigen ()
Einsetzen von (1) in (2) ergibt


Fällt ein Teilchen nur unter der Wirkung der Gewichtskraft, so gilt
dazu gilt

Einsetzen der Gleichung

Für einsetzen in (3)


Mithilfe dieser Gleichung kann man die Ladung bestimmen.

U wird parallel gemessen, I in Reihe

PTC: positive temperature coefficient -> die Leitfähigkeit nimmt zu, sobald sich die Temperatur des Leitermaterials erhöht (Graphit) -> Widerstand nimmt ab

HTC: negative temperature coefficient -> die Leitfähigkeit nimmt ab, sobald sich die Temperatur des Leitermaterials erhöht (Metalle) -> Widerstand nimmt zu

Nach dem das Elektron den Kondensator verlässt, ist es keinem elektr. Feld mehr ausgesetzt und wird daher nicht weiter abgelenkt. Es fliegt in einer Gerade weiter aus.

Geschwindigkeit am Ende des Kondensators


Addition von und

Ausklammern

An einem Knoten ist die Summe aller Stromstärken null:

Die Summe der Spannung in einer Masche ist null:

Ein Dielektrikum vergrößert die Kapazität eines Kondensators.
  heißt Dielektrizitätszahl
Für die Kapzität eines Plattenkondenators gilt dann:

Durch das Dielektrikum bei einem Kondensator wird die maximal mögliche Spannung eines Kondensators begrenzt, wird diese Spannung überschritten, bildet sich ein elektrisch leitender Kanal zwischen den Kondensatorplatten und der Kondensator wird unbrauchbar.

Überlegung: Die Platten des Kondensators ziehen sich mit der Kraft an. Zieht man die Platten um auseinander, so beträgt die Energie dafür .

Messung von sehr hohen Spannungen

für die Spannung gilt dann:

Leidener Flasche:

• Zylinder von innen und außen mit Aluminiumfolie beklebt
• Innenseite ist mit einer Metallkugel verbunden
• beim Aufladen der Kugel wird die selbe Ladungsmenge auf die Außenseite des Zylinders influenziert
• bis zu 1nF

2. Kirchhoff'sches Gesetz






Beim Entladevorgang , dazu fällt beim Ableiten weg, da es eine Konstante ist





Ableiten



Ansatz:

    

    

Bei Bewegung eines leitenden Materials in einem inhomogenen Magnetfeld beschleunigt die Lorentzkraft die Ladungsträger zu einem Strom senkrecht zur Richtung von Feld und Geschwindigkeit.

Zum Ladungsausgleich fließt der Strom im Magnetfeld freien Raum wieder zurück

Ein Magnet-feldfreier Raum im Leiter ist daher Voraussetzung für Wirbelströme („inhomogenes Magnetfeld“)

„Wirbelströme“ bezeichnet die Gesamtheit dieser Ströme

Wirbelströme fließen als „Kurzschluss-Ströme“ praktisch ohne Widerstand auf geschlossenen Pfaden

Die Magnetfelder um die im Leiter induzierten Ströme sind dem bewegten Magnetfeld entgegengesetzt (Lenzsche Regel):
Abstoßend gegenüber dem nahenden Feld
Anziehend gegenüber dem davoneilenden Feld
Es resultiert eine Kraft
Die Beschleunigung durch diese Kraft gleicht die die Geschwindigkeiten von Leiter und Magnetfeld an