Elektromagnetismus

elektronenmangel

elektronenüberschuss

Körper auf denen sich elektronische ladungsträger frei bewegen können

Als elektrische Influenz wird die räumliche Ladungstrennung in einem leitendem Körper unter dem Einfluss der auf die freibeweglichen Ladungsträger ausgeübten elektrischen Kräfte bezeichnet.

-> freie verschiebung von Ladungsträgern in z.b. elktroskop

kann die elektrische ladung nachweisen

Der Ladung

C Coloumb

ist der Zustand des Raumes um einen elektrisch geladenen Körper, in dem auf andere geladene Körper Kräfte ausgeübt werden

Ein elektrisches Feld besteht auch im materiefreien Raum und wird durch eine Metallhaube abgeschirmt. Der Raum innerhalb eines solchen Farady’schen Käfigs ist feldfrei.

Das statische elektrische Feld ist ein wirbelfreies Quellenfeld.

Die elektrische Feldstärke ist der Quotient aus der elektrischen Kraft , die eine positive Probeladung q in betrachteten Punkt des Feldes erfährt, und der Ladung q. Kurz:

Ein elektrisches Feld kann mit dem Modell „Feldlinienbild“ veranschaulicht werden

Eigenschaften von Feldlinien:

• Verlaufen von + nach -

• Geben die Richtung der Kraft auf einen positive geladenen Probekörper an

• Beginnen und enden an Ladungen

• Treten senkrecht ein und aus

• Die Anzahl der Feldlinien in einem Gebiet ist ein Maßstab für die stärke des Feldes

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nennt man homogenes Feld

ist zum beispiel zwischen den Platten eines plattenkondensators zu finden

E = U/d

d=abstand elektroden

radialsymetrisches elektrisches Feld

Der Betrag der Kraft, die das radikalsymmetrische Feld einer Punktladung auf eine zweite Punktladung ausübt, ist dem Produkt der Ladungen direkt und den Quadrat ihres Abstandes umgekehrt proportional:

sigma = Q / A

ist eine feldbeschreibende Größe für ein homogenes elektrisches Feld in einem Plattenkondensator, die zur Feldstärke proportional ist sigma = e0 * E

sind die Ebenen senkrecht zu den Linien des E feldes

Das elektrische Potenzial (auch elektrische Spannung genannt) ist eine Eigenschaft des elektrischen Feldes an einem bestimmten Punkt und gibt an, wie viel Arbeit verrichtet werden muss, um eine positive Probeladung von einem Referenzpunkt zu diesem Punkt zu bewegen. Es wird in der Einheit Volt (V) gemessen.

mit dem durchgestrichenen O (senkrecht)

potenzielle Energie im System wenn eine Laudung entgegen den Feldlinien versetzt wird wausi wie magnet

parallel zu Feldlinien um Weg s verschoben

Die Kapazität C eines Kondensators ist der Quotient aus der (positiven) Ladung Q, mit der der Kondensator aufgeladen wird und der Spannung U

C = q/U

di elektrizitätskonstante ist abhängig vom Stoff

Herleitung durch Sigma und E -> C = Q / U

Ein magnetisches Feld ist der Zustand des Raumes um Magneten und stromdurchflossenen Leitern in denen Kräfte auf Magnete und bewegte elektrische Ladungen ausgeübt werden.

Das magnetische Feld ist ein quellfreies Wirbelfeld.

Arten

• Dauermagnet, Permanentmagnet aus Cobalt, Eisen und Nickel durch gleich Ausrichtung der Dipole (Weiss’sche Bezirke)

• Elektromagnet(Stromdurchflossene Leiter)

• Besitzen immer mindestens 1 Nord- und Südpol (magnetische Dipole)

• Gleichnamige pole stoßen sich ab

• Ungleichnamige Pole ziehen sich an

Eigenschaften von magnetischen Feldlinien

• zeigen die Richtung der Kraft auf einen magnetischen Nordpol eines Probemagneten an

• Sind geschlossene Kurven ohne Anfang und Ende

• Zeigen ausserhalb des Magneten vom Nordpol zum Südpol (Innen anders herum)

• Kreuzen sich nicht

• Die Anzahl der Feldlinien ist ein mass für die Stärke

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Daumen in Richtung der elektronen

Zeigefinger In Feldirichtung

Mittelfinger Kraftwirkung

• umfasst die Hand den Leiter und zeigt der Daumen in die Bewegungsrichtung der Elektronen (/Stromrichtung), so weisen die gekrümmten Finger in Feldlinienrichtung

B

wenn es auf einen Leiter der Länge Lambda, der senkrecht zu den Feldlinien gerichtet vom Strom I durchflossen ist, die Kraft F ausübt. Es gilt:

in Tesla T

N/ Am

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N/l ist auch die windungsdichte

µr ist permeabilität des materials, keine konstante wegen hysteresekurve wird jedoch als konstant angenommen

• elektrische Feldkonstante

• Magnetische Feldkonstante

• Elementarladung

• Spezifische Ladung

wirkt auf teilchen die sich in einem magentFeld bewegen

Der kraftvektor steht senkrecht zur Geschwindigkeit und senkrecht zur Magnetfeldstärke

Lorentzkraft ist am größten wenn v senk Fl

am geringsten wenn v und Fl parallel (vektoren)

Bewegen sich geladene Teilchen parallel zum elektrischen Feld (Längsfeld) werden die Teilchen entsprechend ihrer Ladung beschleunigt oder abgebremst.

elektronen werden von 2 Plattenkondensatoren abgelenkt und je auf der x oder y achse verschoben

auf dem leuchtschirm werden die elektronen dann sichtbar gemacht

die elektronen entstehen in einem Glühdraht und einer Anode

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vergleich mal mit oszilloskop

Nordpol -> Südpol

Hall effekt -> Strom fließt wenn dünne plätchen sich durch ein magnetfeld bewegen

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Elektromagnetische Induktion bezeichnet das Hervorrufen eines Stromes durch eine zeitliche Änderung des Magnetfeldes, das die Spule durchdringt. Es kommt dabei auf die Relativbewegung von Magnet und Spule an (Relativitätsprinzip).