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Arbeit und potenzielle Energie im homogenen elektrischen Feld
Abb. 1 Skizze zur AufgabeZwei parallel zueinander stehende Platten mit Flächeninhalt \(A = 0{,}1129\,\rm{m}^2\) und Plattenabstand \(d =…
Zur AufgabeAbb. 1 Skizze zur AufgabeZwei parallel zueinander stehende Platten mit Flächeninhalt \(A = 0{,}1129\,\rm{m}^2\) und Plattenabstand \(d =…
Zur AufgabeHomogenes elektrisches Feld - Arbeit (Simulation)
Die Simulation zeigt die Arbeit an einer Punktladung (genauer am System Platten-Punktladung) beim Bewegen der Punktladung im Zwischenraum zweier…
Zum DownloadDie Simulation zeigt die Arbeit an einer Punktladung (genauer am System Platten-Punktladung) beim Bewegen der Punktladung im Zwischenraum zweier…
Zum DownloadHomogenes elektrisches Feld - Spannung (Simulation)
Die Simulation zeigt die Spannung zwischen zwei Punkten im Zwischenraum zweier entgegengesetzt geladener Platten. Die Simulation rechnet mit dem (für…
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Zum DownloadHomogenes elektrisches Feld
- Hat die elektrische Feldstärke \(\vec E\) in einem Raumgebiet immer die gleiche Richtung, die gleiche Orientierung und den gleichen Betrag, so sprechen wir von einem homogenen elektrischen Feld in diesem Raumgebiet.
- Wichtigstes Beispiel für ein homogenes elektrisches Feld ist das Feld im Zwischenraum zweier entgegengesetzt geladener Platten.
- Hat die elektrische Feldstärke \(\vec E\) in einem Raumgebiet immer die gleiche Richtung, die gleiche Orientierung und den gleichen Betrag, so sprechen wir von einem homogenen elektrischen Feld in diesem Raumgebiet.
- Wichtigstes Beispiel für ein homogenes elektrisches Feld ist das Feld im Zwischenraum zweier entgegengesetzt geladener Platten.
Homogenes elektrisches Feld - Feldlinien (Simulation)
Die Simulation zeigt die Darstellung des elektrischen Feldes im Zwischenraum zweier entgegengesetzt geladener Platten durch Feldlinien. Die…
Zum DownloadDie Simulation zeigt die Darstellung des elektrischen Feldes im Zwischenraum zweier entgegengesetzt geladener Platten durch Feldlinien. Die…
Zum DownloadHomogenes elektrisches Feld - Äquipotenziallinien (Simulation)
Die Simulation zeigt die Darstellung des elektrischen Feldes im Zwischenraum zweier entgegengesetzt geladener Platten durch Äquipotenziallinien. Die…
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Zum DownloadEntgegengesetzt geladene Platten
Zwei Kondensatorplatten mit einer Fläche von jeweils \(0{,}25\,{\rm{m}}^2\) stehen sich im Abstand von \(0{,}20\,\rm{mm}\) gegenüber. An die Platten…
Zur AufgabeZwei Kondensatorplatten mit einer Fläche von jeweils \(0{,}25\,{\rm{m}}^2\) stehen sich im Abstand von \(0{,}20\,\rm{mm}\) gegenüber. An die Platten…
Zur AufgabeLadung der Erde
Messungen zeigen, dass die Erdkugel als ganzes negativ geladen ist. Die resultierende Feldstärke, die man an der Erdoberfläche misst, beträgt im…
Zur AufgabeMessungen zeigen, dass die Erdkugel als ganzes negativ geladen ist. Die resultierende Feldstärke, die man an der Erdoberfläche misst, beträgt im…
Zur AufgabeCOULOMB-Feld - Elektrische Feldstärke (Simulation)
Die Simulation zeigt die elektrische Feldstärke im Raum um eine ortsfeste Punktladung. Die Simulation rechnet in einem Raumbereich mit den…
Zum DownloadDie Simulation zeigt die elektrische Feldstärke im Raum um eine ortsfeste Punktladung. Die Simulation rechnet in einem Raumbereich mit den…
Zum DownloadCOULOMB-Feld - Feldlinien (Simulation)
Die Simulation zeigt die Darstellung des elektrischen Feldes im Raumbereich um eine Punktladung durch Feldlinien. Die Simulation rechnet in einem…
Zum DownloadDie Simulation zeigt die Darstellung des elektrischen Feldes im Raumbereich um eine Punktladung durch Feldlinien. Die Simulation rechnet in einem…
Zum DownloadCOULOMB-Feld - Arbeit (Simulation)
Die Simulation zeigt die Arbeit an einer beweglichen Punktladung (genauer am System der beiden Ladungen) beim Bewegen im Raumbereich um eine ortsfeste…
Zum DownloadDie Simulation zeigt die Arbeit an einer beweglichen Punktladung (genauer am System der beiden Ladungen) beim Bewegen im Raumbereich um eine ortsfeste…
Zum DownloadCOULOMB-Feld - Potenzielle Energie (Simulation)
Die Simulation zeigt die potenzielle Energie einer beweglichen Punktladung (genauer des Systems der beiden Ladungen) im Raumbereich um eine ortsfeste…
Zum DownloadDie Simulation zeigt die potenzielle Energie einer beweglichen Punktladung (genauer des Systems der beiden Ladungen) im Raumbereich um eine ortsfeste…
Zum DownloadCOULOMB-Feld - Potenzial (Simulation)
Die Simulation zeigt das Potenzial im Raum um eine ortsfeste Punktladung. Die Simulation rechnet in einem Raumbereich mit den Abmessungen…
Zum DownloadDie Simulation zeigt das Potenzial im Raum um eine ortsfeste Punktladung. Die Simulation rechnet in einem Raumbereich mit den Abmessungen…
Zum DownloadCOULOMB-Feld - Äquipotenziallinien (Simulation)
Die Simulation zeigt die Darstellung des elektrischen Feldes im Raum um eine ortsfeste Punktladung durch Äquipotenziallinien. Die Simulation rechnet…
Zum DownloadDie Simulation zeigt die Darstellung des elektrischen Feldes im Raum um eine ortsfeste Punktladung durch Äquipotenziallinien. Die Simulation rechnet…
Zum DownloadCOULOMB-Feld - Spannung (Simulation)
Die Simulation zeigt die Spannung zwischen zwei Punkten im Raumbereich um eine ortsfeste Punktladung. Die Simulation rechnet in einem Raumbereich mit…
Zum DownloadDie Simulation zeigt die Spannung zwischen zwei Punkten im Raumbereich um eine ortsfeste Punktladung. Die Simulation rechnet in einem Raumbereich mit…
Zum DownloadPotenzial
- Jedem Punkt \(\rm{P}\) eines elektrischen Feldes kann ein Potenzial \(\varphi_{\rm{P}_0} \left( \rm{P} \right)=\frac{{{E_{{\rm{pot}}{\rm{,}}{{\rm{P}}_0}}}\left( {\rm{P}} \right)}}{q}\) zugeordnet werden. Dieses Potenzial ist von der Größe und der Anordnung der felderzeugenden Ladung \(Q\) und der Wahl eines Bezugspunktes \(\rm{P}_0\) abhängig.
- Im COULOMB-Feld wählt man den Bezugspunkt des Potenzials unendlich weit von der felderzeugenden Ladung entfernt. Dann hat das Potenzial im Abstand \(r\) von der felderzeugenden Ladung den Wert \( {\varphi \left( r \right)} = \frac{1}{{4 \cdot \pi \cdot {\varepsilon _0}}} \cdot Q \cdot \frac{1}{r}\).
- Im homogenen elektrischen Feld (z.B. im Zwischenraum zweier entgegengesetzt geladener Platten) wählt man als Bezugspunkt des Potenzials die Oberfläche der negativ geladenen Platte. Dann hat das Potenzial im Abstand \(x\) von der negativ geladenen Platte den Wert \(\varphi \left( x \right) = E \cdot x\) bzw. \(\varphi \left( x \right) = \frac{1}{{{\varepsilon_0}}} \cdot \frac{{\left| Q \right|}}{A} \cdot x\).
- Jedem Punkt \(\rm{P}\) eines elektrischen Feldes kann ein Potenzial \(\varphi_{\rm{P}_0} \left( \rm{P} \right)=\frac{{{E_{{\rm{pot}}{\rm{,}}{{\rm{P}}_0}}}\left( {\rm{P}} \right)}}{q}\) zugeordnet werden. Dieses Potenzial ist von der Größe und der Anordnung der felderzeugenden Ladung \(Q\) und der Wahl eines Bezugspunktes \(\rm{P}_0\) abhängig.
- Im COULOMB-Feld wählt man den Bezugspunkt des Potenzials unendlich weit von der felderzeugenden Ladung entfernt. Dann hat das Potenzial im Abstand \(r\) von der felderzeugenden Ladung den Wert \( {\varphi \left( r \right)} = \frac{1}{{4 \cdot \pi \cdot {\varepsilon _0}}} \cdot Q \cdot \frac{1}{r}\).
- Im homogenen elektrischen Feld (z.B. im Zwischenraum zweier entgegengesetzt geladener Platten) wählt man als Bezugspunkt des Potenzials die Oberfläche der negativ geladenen Platte. Dann hat das Potenzial im Abstand \(x\) von der negativ geladenen Platte den Wert \(\varphi \left( x \right) = E \cdot x\) bzw. \(\varphi \left( x \right) = \frac{1}{{{\varepsilon_0}}} \cdot \frac{{\left| Q \right|}}{A} \cdot x\).
Kapazität des Plattenkondensators
- Die Kapazität eines Plattenkondensators (Flächeninhalt der (gleichgroßen) Platten \(A\), Plattenabstand \(d\), Dielektrikum mit relativer Dielektrizitätskonstante \({\varepsilon _r}\)) berechnet sich durch \(C = {\varepsilon _0} \cdot {\varepsilon _r} \cdot \frac{A}{d}\).
- Die Kapazität eines Plattenkondensators (Flächeninhalt der (gleichgroßen) Platten \(A\), Plattenabstand \(d\), Dielektrikum mit relativer Dielektrizitätskonstante \({\varepsilon _r}\)) berechnet sich durch \(C = {\varepsilon _0} \cdot {\varepsilon _r} \cdot \frac{A}{d}\).
Kondensator und Kapazität
- Ein Kondensator ist eine Anordnung von zwei Leitern, zwischen denen sich ein isolierendes Material, ein sogenanntes Dielektrikum befindet.
- Legt man über die beiden Leiter eine Spannung an, dann befinden sich nach einiger Zeit auf den Leitern entgegengesetzte, betraglich gleich große Ladungen.
- Der Ladungsbetrag \(Q\), der sich auf dem Kondensator befindet, ist proportional zur Spannung \(U\), die über dem Kondensator anliegt: \(Q=C \cdot U\). Den Proportionalitätsfaktor \(C\) bezeichnet man als Kapazität des Kondensators.
- Ein Kondensator ist eine Anordnung von zwei Leitern, zwischen denen sich ein isolierendes Material, ein sogenanntes Dielektrikum befindet.
- Legt man über die beiden Leiter eine Spannung an, dann befinden sich nach einiger Zeit auf den Leitern entgegengesetzte, betraglich gleich große Ladungen.
- Der Ladungsbetrag \(Q\), der sich auf dem Kondensator befindet, ist proportional zur Spannung \(U\), die über dem Kondensator anliegt: \(Q=C \cdot U\). Den Proportionalitätsfaktor \(C\) bezeichnet man als Kapazität des Kondensators.
Kondensatorformel - Formelumstellung (Animation)
Die Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Kondensatorformel nach den drei in der Formel auftretenden Größen.
Zum DownloadDie Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Kondensatorformel nach den drei in der Formel auftretenden Größen.
Zum DownloadSpannung und Ladung beim Kondensator
- Mit diesem Versuch soll der Zusammenhang zwischen der Spannung, die über einem Kondensator anliegt und der Ladung, die sich auf dem Kondensator befindet, untersucht werden.
- Mit diesem Versuch soll der Zusammenhang zwischen der Spannung, die über einem Kondensator anliegt und der Ladung, die sich auf dem Kondensator befindet, untersucht werden.
Kondensatorformel - Formelumstellung
Um Aufgaben rund um den Kondensator zu lösen musst du häufig die Gleichung \(Q = C \cdot U\) nach einer Größe, die unbekannt ist, auflösen. Wie du das…
Zur AufgabeUm Aufgaben rund um den Kondensator zu lösen musst du häufig die Gleichung \(Q = C \cdot U\) nach einer Größe, die unbekannt ist, auflösen. Wie du das…
Zur AufgabeFüllungen im Plattenkondensator
- In diesem Versuch wird das Verhalten der Spannung über einem geladenen Plattenkondensator untersucht, wenn bei abgeklemmter elektrischer Quelle verschiedene Materialien zwischen die Platten gebracht werden.
- In diesem Versuch wird das Verhalten der Spannung über einem geladenen Plattenkondensator untersucht, wenn bei abgeklemmter elektrischer Quelle verschiedene Materialien zwischen die Platten gebracht werden.
Veränderung des Plattenabstands
- In diesem Versuch wird das Verhalten der Spannung über einem geladenen Plattenkondensator untersucht, wenn bei abgeklemmter elektrischer Quelle der Plattenabstand verändert wird.
- In diesem Versuch wird das Verhalten der Spannung über einem geladenen Plattenkondensator untersucht, wenn bei abgeklemmter elektrischer Quelle der Plattenabstand verändert wird.
Elektronenblitzgerät
Ein Elektronenblitzgerät enthält einen Kondensator mit der Kapazität \(1{,}00 \cdot {10^{-4}}\,{\rm{F}}\), der mit einer Spannung von…
Zur AufgabeEin Elektronenblitzgerät enthält einen Kondensator mit der Kapazität \(1{,}00 \cdot {10^{-4}}\,{\rm{F}}\), der mit einer Spannung von…
Zur AufgabeKapazität des Plattenkondensators - Formelumstellung
a) Berechne die Kapazität eines luftgefüllten Plattenkondensators, dessen Platten den Flächeninhalt…
Zur Aufgabea) Berechne die Kapazität eines luftgefüllten Plattenkondensators, dessen Platten den Flächeninhalt…
Zur AufgabeAbgeklemmte elektrische Quelle
An einen luftgefüllten Plattenkondensator mit der Plattenfläche von \(400\,\rm{cm}^2\) je Platte und dem Plattenabstand \(2{,}50\,\rm{mm}\) wird…
Zur AufgabeAn einen luftgefüllten Plattenkondensator mit der Plattenfläche von \(400\,\rm{cm}^2\) je Platte und dem Plattenabstand \(2{,}50\,\rm{mm}\) wird…
Zur AufgabeEnergie einer Gewitterwolke
Eine Wolke mit der Flächenausdehnung von \(100000\,\rm{m}^2\) befindet sich in der Höhe \(420\,\rm{m}\) über der Erdoberfläche. Zwischen der Wolke und…
Zur AufgabeEine Wolke mit der Flächenausdehnung von \(100000\,\rm{m}^2\) befindet sich in der Höhe \(420\,\rm{m}\) über der Erdoberfläche. Zwischen der Wolke und…
Zur AufgabeLaden eines Plattenkondensators
Ein Plattenkondensator mit kreisförmigen Platten (Plattenradius \(12\,{\rm{cm}}\), Plattenabstand \(4{,}0\,{\rm{mm}}\)) wird in der Zeit \(1{,}0 \cdot…
Zur AufgabeEin Plattenkondensator mit kreisförmigen Platten (Plattenradius \(12\,{\rm{cm}}\), Plattenabstand \(4{,}0\,{\rm{mm}}\)) wird in der Zeit \(1{,}0 \cdot…
Zur Aufgabe