elektrisches Feld

Das elektrische Feld ist der Raum zwischen elektrischen Ladungen (Raum zwischen Plus- und Minus-Pol) in dem Kräfte auf Ladungen ausgeübt werden.

elektrische Feldstärke (E):

oder ...

oder ...

E = elektrische Feldstärke
D = Flussdichte (siehe hier)
ε0 = Permittivität = 8,8542 * 10^-12 As / Vm
εr = Permittivität des Materials
J = Stromdichte (siehe hier)
γ = Leitfähigkeit
d = Entfernung der positiven zu den negativen Ladungsträgern

Einheit der elektrischen Feldstärke:

Volt / Meter (V/m)

 

Energie eines Elektrons im elektrischen Feld (W):

F = elektrostatische Kraft
s = Strecke / Distanz

Einheit der Energie:

Joul (J)

 

elektrostatische Kraft (F):

E = Elektrische Feldstärke (siehe oben)
e = elementar Ladung = 1,602 * 10^-19 As = Coulomb

Einheit der elektrostatischen Kraft:

Newton (N)

 

Feldlinien veranschaulichen diese Kräfte. Die Länge sagt nichts über die Stärke des Feldes aus, die Dichte der Feldlinien zeigt an wie stark dieses Feld ist.

Feldvektoren dienen ebenfalls zur Veranschaulichung. Hier sagt die Länge etwas über deren Stärke aus.

Damit sich Ladungen ausgleichen können wird eine gewisse Spannung benötigt.
Je weiter die Pole auseinander liegen desto mehr Spannung wird zum Ladungsausgleich benötigt.

 

Beispiele:

Berechnung der elektrischen Feldstärke (E):

E = D / ε0 * εr

Gegeben:

D =
ε0 =
εr =

Ergebnis:

E = 

 

Berechnung der elektrostatischen Kraft (F):

F = E * e

Gegeben:

E =
e =

Ergebnis:

F =