Skript zur Vorlesung Physik Teil 1 (Sommersemester) und Teil 2 ...

Skript zur Vorlesung Physik 1 und Physik 2 Seite 140
Prof. Dr. P. Kaul, Fachbereich Biologie Chemie und Werkstofftechnik,
Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg
E r
+ + R
+
+ +
+
+
+
+ + +
+
+ + +
+
+
+ + +
+
r
E r
+ +
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+ + R
+
+
+
+
+
+
+
+
+ + +
homogen geladene Homogen geladene
Kugel Kugelschale
1 Q
Feld innerhalb Er = rr
< R E 3
r = 0r
< R
4πε
R
0
1 Q
1 Q
Feld außerhalb Er = r > R E r R
2
r = > 2
4πε
r
4πε
r
0
7.1.5 Ladung und Feld auf leitenden Oberflächen
E 0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0
Leitende Oberflächen zeichnen sich dadurch aus, dass sie frei beweg-
liche Ladungsträger innerhalb des leitenden Materials besitzen. Wird
ein leitendes Material einem elektrischen Feld ausgesetzt, so bewegen
sich die Ladungsträger durch die Wirkung der Coulombkraft zum bzw.
entgegengesetzt dem elektrischen Feld, bis das äußere Feld durch die
Ladungsträgerverschiebung aufgehoben wird. das Innere des leitenden
Materials ist dann feldfrei.
• Die durch Influenz erzeugten Oberflächenladungen des leitenden Materials ist gerade so groß, dass
das externe elektrische Feld E0 gerade aufgehoben wird.
• Ein elektrisches Feld steht stets senkrecht auf der Leiteroberfläche und hat die Größe
(doppelter Beitrag einer einzigen unendlich ausgedehnten Platte)
• Auf diesem Effekt beruht die Abschirmwirkung von geschlossenen Metallkäfigen:
Feldemission:
E innen
E 0
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
E 0
Faraday-Käfig: z.B. Blitzschutz im Auto
Abschirmende Wirkung durch vergittertes Fenster in der Mikrowelle
leitende Kunststoffe für EMV bei elektronischen Geräten
r
En
σ
= .
ε
0