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Elektrische Ladung: Beispiele, Einheit und berechnen

Geschrieben von: Dennis Rudolph
Donnerstag, 28. Dezember 2017 um 20:29 Uhr

Die elektrischen Ladung sehen wir uns hier an. Kurzfassung der Inhalte:

  • Eine Erklärung, was elektrische Ladungen sind, welche es gibt und wie sie sich verhalten.
  • Viele Beispiele rund um elektrische Ladungen.
  • Aufgaben / Übungen damit ihr selbst euer Wissen zu diesem Thema testen könnt.
  • Ein Video, welches sich mit elektrischen Ladungen befasst.
  • Ein Frage- und Antwortbereich zu diesem Thema.

Hinweis:

Dieser Artikel ist Teil unseres Kurses zur Elektrotechnik "Von der Grundlagen der Elektrotechnik in der 5. Klasse bis zum Ingenieur".

Erklärung elektrische Ladung

Klären wir zunächst die Grundlagen: Was ist eine elektrische Ladung und welche elektrischen Ladungen gibt es?

Hinweis:

Die elektrische Ladung ist eine grundlegende Eigenschaft von Materie. Man unterscheidet dabei zwei Arten von elektrischer Ladung: Es gibt positive elektrische Ladungen und negative elektrische Ladungen. Elektrische Erscheinungen beruhen auf der Anhäufung oder Bewegung von Ladungen.

Positive Ladungen werden dabei mit einem plus (+) gekennzeichnet und negative Ladungen werden mit einem minus (-) gekennzeichnet. Diese zeigen auch untereinander bestimmte Verhaltensweisen, die wir uns gleich einmal ansehen.

Wir nehmen nun zwei geladene Kugeln. Eine positiv geladene Kugel und eine negativ geladene Kugel. Diese beiden ziehen sich gegenseitig an:

Elektrische Ladungen anziehen

Zwei positiv geladene Kugeln stoßen sich ab:

Elektrische Ladungen positiv abstoßen

Auch zwei negativ geladene Kugeln stoßen sich ab:

Elektrische Ladungen abstoßen negativ

Anziehen und Abstoßen:

  • Gleiche Ladungen stoßen sich ab.
  • Ungleiche Ladungen ziehen sich an.

Im den Fächern Chemie und Physik befasst man sich immer wieder mit dem Aufbau von Atomen. Hier bringt man den Schülern und Schülerinnen bei, dass es im Kern eines Atoms Protonen gibt und in der Hülle Elektronen. Die Protonen sind dabei positiv und die Elektronen negativ.

Ein Körper der nach außen hin negativ wirkt hat einen Elektronenüberschuss. Einen Körper der nach außen hin positiv wirkt fehlen hingegen Elektronen (Elektronenmangel). Natürlich gibt es auch noch eine dritte Möglichkeit: Der Körper ist elektrisch neutral. In diesem Fall sind es gleich viele Protonen und Elektronen. Sehen wir uns dies noch einmal mit Bildern an.

Insgesamt negativ geladener Körper:

Negativ geladener Körper

Insgesamt positiv geladener Körper:

Positiv geladener Körper

Elektrisch neutraler Körper:

Elektrisch neutraler Körper

Die kleinstmögliche elektrische Ladung nennt man Elementarladung. Jede elektrische Ladung ist ein Vielfaches dieser Elementarladung

Formelzeichen und Einheit:

Wie schwer jemand ist gibt man meistens in Kilogramm an. Die Höhe eines Buches gibt man meistens in Zentimeter an. Wie misst man jedoch die Menge an Ladungen? Dies macht man natürlich nicht in Kilogramm oder Zentimeter, sondern in Coulomb. Dies kürzt man ganz einfach mit einem C ab. Die kleinstmögliche Ladung ist die Elementarladung "e". Sie beträgt:

  • e = 1,602 · 10-19 C

Formel Ladung Körper:

Man kann die Ladung eines Körpers mit der folgenden Gleichung berechnen:

Elektrische Ladung Formel

Dabei gilt:

  • "Q" ist die Ladungsmenge in Coulomb
  • "N" ist die Anzahl der Ladungen
  • "e" ist die Elementarladung mit 1,602 · 10-19 C

Ein Beispiel mit Zahlen findet ihr weiter unten.

Beispiele elektrische Ladung

In diesem Abschnitt werden Beispiele zu elektrischer Ladung vorgestellt. Diese Beispiele entsprechen dem, was oftmals in der Schule behandelt wird.

Beispiel 1:

Fülle den folgenden Lückentext aus:

  • Ungleichnamige Ladungen ___________ einer an.
  • Gleichnamige Ladungen ___________ einander ab.


Lösung:

  • Ungleichnamige Ladungen ziehen einer an.
  • Gleichnamige Ladungen stoßen einander ab.

Beispiel 2:

Diese Aufgabe wird im Normalfall nicht in der 5. Klasse behandelt, sondern erst später. Sie soll zur Vollständigkeit hier dennoch aufgeführt werden. Zur Aufgabe: Die Anzahl an Ladungen sei 6,24 · 1017. Wie groß ist die Gesamtladung?

Lösung:

Zur Lösung der Aufgabe verwenden wir die Formel

Elektrische Ladung Formel

Wir wissen auch, wie groß die Elementarladung e ist:

Elektrische Ladung Elementarladung

Die Anzahl der Ladungen findet sich in der Aufgabenstellung. Wir müssen also nur noch einsetzen und Q berechnen.

Elektrische Ladung Beispiel 2

Die Gesamtladung ist somit 0,1 C.

Übungen / Aufgaben zur elektrischen Ladung

Aufgabe 1: Welche zwei Ladungen ziehen sich gegenseitig an?

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Video elektrische Ladung

Ladungen und Beispiele

Im nächsten Video wird erklärt, was es mit der elektrischen Ladung auf sich hat. Dabei wird auf positive und negative Ladungen eingegangen. Auch der Zusammenhang zwischen Elektronen und Protonen wird gezeigt. Am Ende des Videos wird noch ein Beispiel zu Ladungen vorgerechnet.


Nächstes Video »

Fragen mit Antworten zu elektrischen Ladungen

In diesem Abschnitt sehen wir uns noch typische Fragen mit Antworten zu elektrischen Ladungen an.

F: Wie kann man elektrische Ladungen nachweisen?

A: Es gibt mehrere Möglichkeiten und Versuche elektrische Ladungen nachzuweisen:

  • Elektroskop: Man verwendet ein Elektroskop dazu, die elektrische Ladung eines Körpers nachzuweisen. Dabei handelt sich um ein Messgerät mit einem Zeiger. Der Zeigerausschlag ist ein Maß für die Größe der Ladung.
  • Lineal und Tuch: Man nimmt ein Lineal aus Plastik und hängt dieses an einem Faden auf. Mit einem Tuch reibt man nun heftig an diesem, um es aufzuladen. Genau dies macht man nun noch mit einem zweiten Lineal. Bringt man nun beide Lineale zusammen, dann stoßen diese sich gegenseitig ab.

F: Was versteht man unter Influenz?

A: Man versteht unter der Influenz die Änderung der Ladungsverteilung auf einem Körper durch Annähern eines geladenen Körpers. Bringen wir also einen geladenen Körper in die Nähe eines elektrisch ungeladenen Körpers, dann übt der geladene Körper auf den ungeladenen Körper Kräfte aus, welche zur Bewegung von Elektronen führt.

F: Kann man Ladungen auch trennen?

A: Ja, grundsätzlich kann man Ladungen durch Berühren oder Reiben trennen. Dabei gehen Elektronen von einem Körper auf einen anderen über. Daneben gibt es noch eine Ladungstrennung durch elektrochemische Vorgänge. Diese wird bei Akkumulatoren und galvanischen Elementen genutzt.


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