Elektrische Felder (E-Feld)

Mit elektrischen Feldern befassen wir uns in diesem Artikel. Der Inhalt in Kurzform:

• Zunächst gibt es eine Erklärung, was ein elektrisches Feld ist und welche Formel man hier oft verwendet.
• Im Anschluss findet ihr Beispiele mit Zahlen zum elektrischen Feld.
• Aufgaben / Übungen helfen euch dabei das Thema zu trainieren.
• Videos zum Thema sind ebenfalls verfügbar.
• Am Ende des Artikels findet sich ein Frage- und Antwortbereich zum Thema elektrische Felder.

Wir befassen uns gleich mit dem elektrischen Feld (kurz E-Feld). Dabei sehen wir uns auch wichtige Grundlagen an, um das Thema verständlich darzustellen. Wer dennoch mit den Inhalten nicht klar kommt, dem fehlen vielleicht ein paar wichtige Vorkenntnisse. In diesem Fall bitte folgende Themen zunächst nachlesen: elektrische Ladungen, elektrische Stromstärke und elektrische Spannung.

Erklärung elektrische Felder

Um verstehen zu können, was elektrische Felder sind, werfen wir zunächst einen Blick auf elektrische Ladungen. Hier unterscheidet man zwischen positiven Ladungen (+) und negativen Ladungen (-):

Und damit kommen wir zum elektrischen Feld:

Elektrische Felder werden in der Physik und in der Elektrotechnik durch Feldlinien dargestellt. Für diese gilt:

1. Feldlinien gehen von plus nach minus.
2. Elektrische Feldlinien starten und enden bei Ladungen.
3. Feldlinien schneiden sich nicht.
4. Je mehr Linien, desto stärker ist die dort wirkende Kraft auf einen geladenen Körper.
5. Die Richtung der Feldlinien gibt die Richtung der wirkenden Kraft auf einen Körper an.
6. Die Feldlinien treten stets senkrecht aus der Oberfläche eines leitenden Körpers aus.

Man unterscheidet zwischen homogenen und inhomogenen Feldern:

• Homogenes Feld: Man bezeichnet ein Feld als homogen, wenn in allen Punkten des Feldes die gleiche Feldstärke nach Betrag und Richtung vorhanden ist.
• Inhomogenes Feld: Man bezeichnet ein Feld als inhomogen, wenn die Feldstärke nicht in allen Punkten des Feldes konstant ist.

Wir stark ist nun das elektrische Feld? Dazu berechnen wir die elektrische Feldstärke:

Dabei ist:

• "E" die elektrische Feldstärke in Newton pro Coulomb
• "F" die Kraft in Newton
• "q" die Ladung in Coulomb

Die elektrische Feldstärke und die Kraft haben eine Richtung, daher die Pfeile über beiden. Im nächsten Abschnitt geht es um Beispiel(e).

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Beispiele elektrische Felder

Sehen wir uns nun ein Beispiel mit Zahlen zur Formel für das elektrische Feld an.

Beispiel 1:

Jetzt sollen einfach einmal ein paar Angaben in die Gleichung eingesetzt werden. Gegeben sei eine Kraft von 5 Newton und eine Ladung von 2 Coulomb. Berechne die elektrische Feldstärke.

Lösung: Wir setzen die beiden Angaben in die Gleichung von oben ein. Wir kommen damit auf 2,5 Newton pro Coulomb.

Aufgaben / Übungen elektrische Felder

Aufgabe 1: In diesem Bereich bekommt ihr Aufgaben / Übungen und Fragen zu elektrischen Feldern. Wer eine Aufgabe oder Frage nicht mag, der kann auf "Überspringen" klicken. In welcher Richtung verlaufen elektrische Feldlinien?

• Von minus nach minus
• Von minus nach plus
• Von plus nach plus
• Von plus nach minus

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Videos Elektrische Felder

Fragen und Antworten: Elektrische Felder