Influenz
Polarisation
Gleichnamige Ladungen Stoßen sich ab, ungleiche ziehen sich an
+ positive Ladung
- negative Ladung
⇒ Ladungen im Körper werden durch nahen geladenen körper verschoben
⇒ Dipole (Wechselwirkungen) richten sich durch geladenen Körper aus
als physikalische Größe
Ladungsaustausch
Elektronen fließen von Gebieten mit höherer Konzentration zu Gebieten geringerer Konzentration, bis beide gleich geladen sind
Die Ladung
Formelzeichen: Q
Einheit: 1C (Coulomb)
gibt an wie viel elektrische Ladung sich pro sekunde durch einen Leiterquerschnitt bewegt
Elektrische Stromstärke
Formelzeichen: I
Einheit: 1A (Ampere)
Die Ladung wird definiert über die Spannung
Q= I × t
⇒ 1C = 1 As
jede ladung besteht aus ganzzahligen Vielfachen der Elementarladung
e = 1, 602 × 10^ -19 C
⇒ Ladung eines Elektrons
Feldlinienkonzept
Im Raum um einen geladenen Körper existiert ein E-Feld
→ Dort erfahren Körper Kräfte → Dargestellt mit Feldlinien
↳ Richtung in die eine Ladung bewegt werden würde (von + nach - )
Innerhalb eines geschlossenen Leiters existiert kein E-Feld
(Faradayischer Käfig)
È = F/q (Kraft F auf Probeladung q)
Einheit: 1 N/C
Potential phi
Elektrisches Potential phi:
Das e-potenzial eines Punktes in einem E-Feld = benötigte Energie um einen Körper mit Ladung q von P0 (hat das Potential 0) zu P zu bringen
F= q × È
F= m × g
Elektrische Spannung U
Spannung zwischen P1 und P2 = Potentialdifferenz zwischen P1 und P2
Für den Plattenkondensator gilt: U = È × d bzw. È = U/d
Einheit: 1 V/m
d = Abstand
eines Plattenkondensators
Q hängt linear von U ab (Je größer die Spannung desto mehr die Ladung)
C = Q/U
Die Kapazität C eines Kondensators = wieviel Ladung dieser bei einer Spannung U aufnimmt
Einheit: C= 1 F (Farad) = 1 As/V
Beim Plattenkondensator:
C = ε × A/d
A= Flächeninhalt Platte
ε =elektrische Feldkonstante ⇒ 8, 854 × 10^ -12 A×S / V×m
Kapazität eines Kondensators mit Dielektrikum
In kondensator wird ein Isolater geschoben → Spannung nimmt ab
Insgesamt gilt im Kondensator
C= εr × ε0 × A/d
εr = Dielektrizitätszahl = Einfluss des Dieelektrikums
C = Q / U
⇒ E ges (U) = ½ × Q × U
oder mit C = Q/U
E = ½ × C × U² = 1/2 × Q²/C
↳ Die Energie E ist im E-Feld gespeichert
Spannungsabfall U: U= U1+U2...
Stromstärke I : I = I1+I2...
Ersatzwiderstand R : R = R1+R2…
Spannungsabfälle verhalten sich proportional zu Widerständen: U1: U2 = R1: R2
U = R × I
Spannungsabfall U = U1 = U2
Stromstärke I = I1 + I2
Stromstärken sind umgekehrt proportional zu Widerständen I1 : I2 = R2 : R1
Ersatzwiderstand 1/R = 1/R1 + 1/R2
Stromstärke
Einheit 1A Ampere
Ladung
Einheit 1C Coulomb ⇒ 1 As
Q = I × t
( Aufgaben zu Akkus, Ah = Q)
U = È × d bzw. È = U/d
U = Spannung in V
d = Abstand (m)
È = elektrische Feldstärke in V/m
(Aufgaben zu E-Feld im Kondensator)
C = Kapazität eines Kondensators in F (Farad) oder As/V
Q = Ladung in C oder As
C = εr × ε0 × A/d
ε0 = elektrische Feldkonstante = 8, 854 × 10 ^-12 A×s / V×m
εr = Einfluss des Dielektrikums
A = Flächeninhalt der Platten in m²
d = Abstand der Platten in m
(alles mit Kapazität & Abstand)
E = ½ × C × U² = ½ × Q²/C
E = Energie ges im Kondensator
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