Elektrescht Feld

Dat elektrescht Feld beschreift, wéi Quellladungen de Raum ronderëm sech veränneren. Wann d’Feld bekannt ass, folgt d’Kraaft op all Testladung direkt; esou ginn d’Eegeschafte vun de Quellen vun der Sondéierungs-Ladung getrennt.

Feld heescht Kraaft pro Eenheet positiv Ladung

E⃗ = F⃗/q   ·   F⃗ = qE⃗

D’SI-Eenheet ass N C⁻¹, gläichwäerteg mat V m⁻¹. D’Richtung vun E⃗ ass per Definitioun déi Richtung, an déi eng positiv Testladung gedréckt géif. Fir eng negativ q weist F⃗=qE⃗ entgéint E⃗.

Feld vun enger Punktladung

+−positiv Q: no baussennegativ Q: no bannen
D’Zeeche vun der Quell bestëmmt d’Feldrichtung.

E = k|Q|/r²,   k = 8,9875517923 × 10⁹ N m² C⁻²

Fir eng Punktladung Q fällt d’Feldstäerkt wéi 1/r² of. Bei positiver Quell weist d’Feld no baussen, bei negativer no bannen. Baussent enger kugelsymmetrescher Ladungsverdeelung kann ee rechnen, wéi wann déi ganz Ladung am Zentrum sëtzt.

Punktladungs-Rechner

Superpositioun: Felder gi vektoriell addéiert

E₁E₂Resultant
Superpositioun verlaangt eng Vecteurszomm.

Bei méi Quellen huet all Quell hiren eegene Feldvecteur. D’Gesamtfeld ass d’Vecteurszomm: Komponenten addéieren, net einfach Beträg. Symmetrie kann Komponenten ausgläichen oder verstäerken.

Feldlinne richteg liesen

Feldlinne sinn eng Visualiséierung, keng physesch Fiedem. Si starten op positive Ladungen a lafen op negativ Ladungen oder an d’Onendlecht; d’Tangent weist E⃗, an eng méi grouss Linndicht bedeit e méi staarkt Feld. Si kräizen sech net.

Feld, Kraaft a Beweegung

Eng Ladung q huet am Feld E⃗ d’Beschleunegung a⃗=qE⃗/m. Eng ideal Testladung verännert d’Quellfeld net. Am elektrostatesche Gläichgewiicht ass E am leitende Material null, iwwerschësseg Ladung läit un der Uewerfläch an d’Feld direkt dobausse steet senkrecht dozou.

Duerchgerechent Beispiller

1. Feld vun enger Punktladung

Wat ass E vun +3,0 nC op 0,20 m?

Léisung

E=kQ/r²≈674 N C⁻¹, radial no baussen.

2. Kraaft op eng Testladung

−2,0 μC läit an 300 N/C no Osten.

Léisung

|F|=6,0×10⁻⁴ N; wéinst q<0 weist d’Kraaft no Westen.

3. Mëtt tëscht zwou gläiche Ladungen

Wat ass E genee an der Mëtt?

Léisung

Déi zwou Feldvektore si gläich grouss an entgéintgesat, also E=0.