2. Elektrisches Feld 2.2 Elektrostatisches Feld

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1 Definition Verschiebungsfluß und Verschiebungsflußdichte Arbeit im elektrostatischen Feld Feld einer geladenen Kugel, Zylinder Potential im elektrischen Feld Feld einer Linienladung 1

2 Feldbegriff Elektrisches Feld entsteht an elektrisch geladenen Körper, Ladungsausgleich nicht möglich -> statisches Feld Beispiel Plattenkondensator, angeschlossen an Spannung U Q Ladung, A Fläche einer Platte, σ Flächenladungsverteilung. Elektrisches Feld in einem Plattenkondensator 2

3 Verschiebungsfluß und Verschiebungsflußdichte Definition Beispiel Zwei Metallplatten in einem Plattenkondensator, die auseinander gezogen werden Feldfreier Raum Q Verschiebungsfluß, Ladung A Fläche einer Platte D Verschiebungsflußdichte Elektrisches Feld in einem Plattenkondensator Gilt für geschlossene Hüllfläche ohne Ladungen im Inneren 3

4 Verschiebungsfluß und Verschiebungsflußdichte Elektrostatisches Feld und elektrisches Strömungsfeld - Analogie D Verschiebungs- flußdichte, E Feldstärke ε Materialkonstante ε 0 elektrische Feldkonstante von Vakuum, ε r Dielektrizitätszahl des Stoffes Elektrisches Feld in einer elektrisch leitenden Hülle 4

5 Arbeit im elektrostatischen Feld Berechnung der Arbeit bei der Bewegung einer Ladung im elektrischen Feld vom Punkt a zum Punkt b Ladung im elektrischen Feld Berechnung der Arbeit W Arbeit, F Kraft, s Weg, E Feldstärke, q Ladung. 5

6 Feld einer geladenen Kugel Berechnung der Feldstärke unter Annahme der gleichmäßigen Ladungsverteilung im Kugelinneren. Feldstärke außerhalb und innerhalb der Kugel Feldbild einer geladenen Kugel 6

7 Feld eines Zylinders Berechnung der Feldstärke unter Annahme der gleichmäßigen Ladungsverteilung im Zylinder. Feldstärke außerhalb und innerhalb des Zylinders Feldbild eines geladenen Zylinders 7

8 Potential im elektrischen Feld Berechnung des Potentials unter Annahme der gleichmäßigen Ladungsverteilung im Zylinder. Feldbild mit Äquipotentiallinien eines geladenen Zylinders 8

9 2.3 Die elektrische Kapazität Definition Kapazität einer Zylinderanordnung Reihenschaltung von Kondensatoren 9

10 2.3 Die elektrische Kapazität Definition Kapazität C einer Anordnung ist das Verhältnis vom Verschiebungsfluß (Ladung) zur Spannung zwischen den Elektroden. Für Plattenkondensator gilt: Plattenkondensator 10

11 2.3 Die elektrische Kapazität Kapazität einer Zylinderanordnung Kapazität C einer Anordnung ist das Verhältnis vom Verschiebungsfluß (Ladung) zur Spannung zwischen den Elektroden. Für Zylinderkondensator gilt: Zylinderkondensator 11

12 2.3 Die elektrische Kapazität Parallel- und Reihenschaltung von Kondensatoren Parallelschaltung der Kondensatoren Reihenschaltung der Kondensatoren 12

13 Aufgaben 2.2 & 2.3 1) Noch keine vorgesehen 13