Elektrische Ladung und elektrisches Feld - Gymnasium Horkesgath
Elektrische Ladung und elektrisches Feld - Gymnasium Horkesgath
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<strong>Elektrische</strong> <strong>Ladung</strong> <strong>und</strong> <strong>elektrisches</strong> <strong>Feld</strong><br />
Versuch zur Berührungselektrizität:<br />
Frage:<br />
Welche <strong>Ladung</strong> hat der schwarze Stab?<br />
( Um dies zu bestimmen, muß man zuvor eine bekannte <strong>Ladung</strong>sart<br />
haben.)<br />
Versuchsaufbau:<br />
Durchführung + Beobachtung:<br />
Dan Dröge<br />
Man lädt den Stab durch Reiben mit dem Wildledertuch auf <strong>und</strong> hält den<br />
Stab an das positiv geladene Elektroskop. Der Zeigerausschlag geht<br />
zurück. Daraus kann man schließen, dass der Stab vorher negativ geladen<br />
sein mußte. Die positiven <strong>Ladung</strong>en wurden durch negative neutralisiert,<br />
so dass der Zeigerausschlag zurückgegangen ist.<br />
Ping-Pong-Ball-Versuchersuchsaufbau:<br />
Versuchsaufbau:
Die Kugel ist ein mit Graphit überzogener T-T-Ball ( Graphit ist ein guter<br />
Leiter ).<br />
Durchführung + Beobachtung:<br />
Man schaltet den Strom an <strong>und</strong> dreht den Trafo voll auf. Ab einer<br />
gewissen Spannung bewegt sich der T-T-Ball zwischen den beiden Platten<br />
hin <strong>und</strong> her. Zuerst bewegt er sich zur positiv geladenen Platte, dann zur<br />
negativen. Die Glimmlampe leuchtet schwach auf, wenn der T-T-Ball an<br />
der negativ geladenen Platte ist.<br />
Erklärung:<br />
Der T-T-Ball bewegt sich zuerst zur positiven Seite, dort werden die<br />
Elektronen abgezogen. Dadurch wird die Kugel wieder abgestoßen, da<br />
Platte <strong>und</strong> Kugel beide positiv geladen sind. Wenn der T-T-Ball wieder an<br />
der negativ geladenen Platte angelangt ist, nimmt er wieder Elektronen<br />
auf. Dies wiederholt sich, so dass ein Strom fließt.<br />
Formel:<br />
Zusammenhang zwischen <strong>Ladung</strong>smenge Q <strong>und</strong> Stromstärke I<br />
Die Einheit der Stromsärke ist Ampère: [ I ]= A<br />
oder (Durchschnittswert der Stromstärke I)<br />
Die Stromstärke I ist der Quotient aus der transportierten <strong>Ladung</strong>smenge<br />
Q <strong>und</strong> der Zeit t.
Das elektrische <strong>Feld</strong><br />
Was versteht man unter einem elektrischen <strong>Feld</strong>?<br />
Ein <strong>elektrisches</strong> <strong>Feld</strong> ist der Raum, in dem auf <strong>Ladung</strong>en elektrische Kräfte<br />
wirken. Man kann herausfinden, ob ein <strong>elektrisches</strong> <strong>Feld</strong> in einem Raum<br />
vorherrscht, indem man einen geladenen Körper in diesen Raum hält.<br />
Wenn sich der Körper bewegt, dann wirken elektrische Kräfte auf diesen<br />
Körper. Somit herrscht hier ein <strong>elektrisches</strong> <strong>Feld</strong> vor.<br />
Was versteht man unter der elektrischen <strong>Feld</strong>stärke <strong>und</strong> wie wird<br />
sie gemessen?<br />
Unter elektrischer <strong>Feld</strong>stärke versteht man den Quotient aus elektrischer<br />
Kraft <strong>Feld</strong> <strong>und</strong> Probeladung q in dem betreffenden Punkt des <strong>Feld</strong>es.<br />
Anm.: E=Fel/q<br />
Die entsprechende Formel lautet: Fel = tan a · m · g