Elektrische Ladungen und Felder
Dabei konzentrieren wir uns auf sogenannte KraftFelder, zu denen elektrische Felder gehören. Dazu kann man folgende Definition angeben:
Merke
Ein Kraftfeld lässt sich durch eine Größe (Vektor) in Abhängigkeit von Raum und Zeit beschreiben, die man als Feldstärke bezeichnet. Jenes Kraftfeld führt dann dazu, dass ein entsprechender Probekörper im Raum eine Kraft verspürt.
Die zum elektrischen Feld gehörige elektrische Feldstärke wird per Konvention mit
Es zeigt sich, dass die auf einen Körper ausgeübte elektrische Kraft
Merke
Eigenschaften der Ladung
- Ladungen treten in zwei Arten auf, die man als positiv (+) und negativ (-) bezeichnet.
- Die Ladung ist eine sogenannte physikalische Erhaltungsgröße. Dies bedeutet, dass Ladung in einem abgeschlossenen physikalischen System weder erzeugt noch vernichtet werden kann; man sagt, dass die Ladung erhalten bleibt.
- Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab und ungleichnamige Ladungen ziehen sich an.
- Beobachtbare Ladungen sind gequantelt; das bedeutet, dass Ladungen stets als Vielfache der Elementarladung
(Coulomb) auftreten. (Das Minuszeichen bedeutet, dass das Elektron negativ geladen ist.)
Betrachten wir nun einen Körper mit der Ladung
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Hält man nun die Feldstärke
Hinweis
Kennt man nun die Feldstärke
In unserem dreidimensionalen physikalischen Anschauungsraum lassen sich die Vektoren komponentenweise ausschreiben. Man erhält damit folgende Darstellung:
Hinweis
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Da die Physik stets Messungen erfordert, muss man entsprechende Einheiten definieren. Aus der obigen Beziehung zwischen
Merke
Die vektorielle Feldgröße
Das elektrische Feld wird durch die elektrische Feldstärke
Dabei steht
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