Login Anmelden

Select your language

Suggested languages for you:
StudySmarter - Die all-in-one Lernapp.
4.8 • +11k Ratings
Mehr als 5 Millionen Downloads
Free
|
|

Elektrisches Feld

Elektrisches Feld

An Deiner Steckdose zu Hause liegt eine Spannung an. Möchtest Du Dein Smartphone laden, steckst Du einfach das Kabel mit Adapter hinein. Daraufhin fließt ein Strom, der den Akku lädt. Ein Stromfluss bedeutet bewegte Ladungsträger, also muss eine Kraft auf die Ladungen wirken. Woher kommt diese Kraft, warum betrifft sie nur elektrische Ladungen und was ist eigentlich eine Spannung? Die Antwort auf all diese Fragen bietet das elektrische Feld.

Elektrisches Feld Definition

Beim elektrischen Feld – wie es die Bezeichnung vermuten lässt – handelt es sich zunächst um ein physikalisches Feld, ähnlich dem Gravitationsfeld.

Jede Masse wirkt eine Gravitationskraft auf andere Massen aus. Die Erde hat eine besonders hohe Masse, deswegen spürst Du ihre Gravitation allgegenwärtig. Trägst Du einen voll gepackten Rucksack, wirst Du schwerer und die Gravitationskraft steigt merkbar.

Im Weltall bist Du bekanntlich „schwerelos“. Du wirst nicht mehr von der Erde angezogen.

Schwerelos bedeutet nicht, dass Du keine Masse mehr besitzt. Deine Masse bleibt unverändert. Als Schwere bezeichnen wir den Einfluss einer Masse aus Sicht der Gravitation (Gewichtskraft).

Die Stärke der Gravitation ist also abhängig von der Masse und der Entfernung. Du kannst die Gravitation an sich nicht sehen. Die Wirkung wird über ein unsichtbares Feld übertragen: das Gravitationsfeld.

Das elektrische Feld kannst Du Dir ähnlich zum Gravitationsfeld vorstellen. Die Quelle des Feldes ist jetzt nicht die Masse, sondern die elektrische Ladung. Anders als bei der Masse kann die Ladung positiv und auch negativ sein. Die Richtung der Kraftwirkung ist somit nicht immer anziehend, wie bei der Gravitation, stattdessen kommt sie auf die Art der Ladung an.

Wie Du Dir das elektrische Feld bildlich vorstellen kannst, erfährst Du im kommenden Abschnitt zu den Feldlinien.

Wie beim Gravitationsfeld steigt die Wirkung und wirksame Reichweite des Feldes (Feldstärke) mit der Stärke der Quelle (Masse). Beim elektrischen Feld ist die Quelle die elektrische Ladung.

Jede elektrische Ladung besitzt ein elektrisches Feld, das die Ladung umgibt. Das elektrische Feld beschreibt den Raum um eine elektrische Ladung, die Auswirkungen dieser auf andere Ladungen in der Nähe und wird häufig mit E-Feld abgekürzt.

Je größer die Ladungen, desto stärker und weitreichender die Wirkung (Elektrische Feldstärke). Gleichnamige Ladungen (positiv + positiv oder negativ + negativ) stoßen sich ab, während sich verschiedene Ladungen (positiv + negativ) gegenseitig anziehen.

Das Gravitationsfeld an sich kannst Du nicht sehen. Lediglich die Auswirkungen kannst Du spüren. So ähnlich ist das auch beim elektrischen Feld. Es gibt aber trotzdem eine Möglichkeit, das Feld zu visualisieren.

Elektrisches Feld Feldlinien

Um die Wirkung des elektrischen Feldes anschaulich darzustellen, werden Feldlinien verwendet. Dabei gelten verschiedene Regeln.

  • Die Feldlinien eines elektrischen Feldes zeigen stets vom positiven Pol weg in Richtung des negativen Pols.
  • Die Richtung der Feldlinien gibt die Kraftwirkung auf eine positive Ladung wieder.
  • Sie besitzen stets einen Anfang und ein Ende und stehen senkrecht auf der Oberfläche einer Ladung.
  • Je dichter die elektrischen Feldlinien, desto stärker ist die Wirkung des elektrischen Feldes bzw. desto größer ist dort die Feldstärke.
  • Feldlinien kreuzen nie einander.

Beim Plattenkondensator kannst Du zusätzlich eine besondere Art des elektrischen Feldes erkennen.

Homogenes elektrisches Feld Kondensator

Kondensatoren sind elektrische Bauteile, die häufig zur Speicherung elektrischer Energie, aber auch zum Erzeugen gezielter elektrischer Felder genutzt werden. Mehr dazu findest Du in der Erklärung zum Kondensator.

Eine Besonderheit beim elektrischen Feld eines Plattenkondensators ist, dass es zwischen den Platten näherungsweise homogen ist.

Ein homogenes elektrisches Feld ist an allen Stellen gleich gerichtet und gleich stark. Somit ist auch die Elektrische Feldstärke überall gleich. Die elektrischen Feldlinien in diesem Bereich sind parallel, in gleichen Abständen und zeigen in die gleiche Richtung.

Beim Plattenkondensator der Fläche \(A\) und dem Plattenabstand \(d\) sieht das homogene elektrische Feld der Feldstärke \(\vec{E}\) wie folgt aus:

Elektrisches Feld Feldlinien Plattenkondensator Kondensator StudySmarterAbb. 1 - Elektrisches Feld eines (Platten-) Kondensators

Du kannst erkennen, dass die Feldlinien vom Plus- zum Minuspol parallel, gleich gerichtet und in gleichen Abständen verlaufen.

Das homogene elektrische Feld ist allerdings eine Ausnahme. Die meisten elektrischen Felder sind nicht überall gleich stark.

Elektrisches Feld Punktladung

Eine Punktladung ist die einfachste Form einer Ladung, über die Du mehr in der gleichnamigen Erklärung erfährst. Das elektrische Feld einer – hier positiven – Punktladung sieht wie folgt aus:

Elektrisches Feld Feldlinien Punktladung StudySmarterAbb. 2 - Elektrisches Feld einer (positiven) Punktladung

Die Feldlinien stehen in regelmäßigen Abständen senkrecht auf der mit einem Pluszeichen gekennzeichneten positiven Ladung und zeigen weg von der positiven Ladung.

Aber Moment – Feldlinien müssen laut der oben stehenden Definition immer einen Anfang und ein Ende haben. Den Anfang stellt die positive Ladung dar. Wo ist dann das Ende?

Wird eine Ladung im – ausschließlich theoretisch – unendlichen Raum betrachtet, befindet sich am „Ende“ des Raumes eine gleichstarke negativ geladene Begrenzung. An dieser Wand würden die Feldlinien enden. In den meisten Fällen ist es aber nicht sinnvoll, diesen unendlichen Raum zu betrachten. Stattdessen wird nur der direkte Raum um die Ladung herum betrachtet, weil dort die Wirkung des Feldes am stärksten ist.

Die Feldlinien enden, wenn Du eine einzelne Art von Ladungen betrachtest, im Unendlichen.

Wie sehen die Feldlinien des elektrischen Feldes also aus, wenn nicht nur eine Ladung vorliegt?

Überlagerung elektrischer Felder

Bei der Überlagerung mehrerer elektrischer Felder addieren sich die einzelnen Felder zu einem Gesamtfeld. Das kannst Du Dir so vorstellen, als ob Du ein gebautes Modell mit den Feldlinien der jeweiligen Felder vorliegen hast. Bringst Du dann zwei Ladungen zusammen, verbiegst Du die Feldlinien gleichmäßig so, dass sie sich niemals kreuzen und in die gleiche Richtung zeigen.

Bei zwei positiven Ladungen zeigen die dazwischenliegenden Feldlinien vorerst in entgegengesetzte Richtungen. Feldlinien gehen aber allgemein immer von positiver Ladung weg. Sie können somit nie entgegengesetzt sein. Also biegst Du die dazwischenliegenden Feldlinien auseinander, damit sie sich nicht kreuzen und weg von den positiven Ladungen zeigen. Das Gesamtfeld sieht dann so aus, wie in Abbildung 3 dargestellt.

Elektrisches Feld Feldlinien Punktladung Überlagerung StudySmarterAbb. 3 - Elektrisches Feld zweier positiver Punktladungen

Wie das elektrische Feld von zwei unterschiedlichen Ladungen aussieht, erfährst Du in der Erklärung zur Punktladung.

Mit gezielten Anordnungen verschiedener Ladungen könnten somit auch mindestens genau so viele unterschiedliche elektrische Felder erstellt werden. Die anschaulichen Feldlinien und die daraus folgenden qualitativen Erkenntnisse über das elektrische Feld sind aber nicht der einzige Weg, ein elektrisches Feld wiederzugeben.

Elektrisches Feld Formeln und Einheiten

Das elektrische Feld gibt es in vielen Formen und Anwendungsgebieten. Die verwendete physikalische Grundgröße, um das Feld an sich zu beschreiben, ist die Elektrische Feldstärke.

Die Elektrische Feldstärke \(E\) ist die Feldgröße des elektrischen Feldes. Sie gibt die Ausbreitung und Stärke des elektrischen Feldes wieder. Von ihr stammt auch die weitverbreitete Bezeichnung „E-Feld“ für das elektrische Feld.

Angegeben wird sie mit der Einheit Volt (V) pro Meter (m) oder Newton (N) pro Coulomb (C):

\[ \left[ E \right] = 1 \, \frac{V}{m} = 1 \, \frac{N}{C} \]

Die elektrische Feldstärke ist ähnlich der Feldstärke der Gravitation.

Elektrische Ladungen ziehen sich entsprechend ihrer Ladung entweder an, oder stoßen sich ab. Das liegt am elektrischen Feld der Ladungen. Damit sich die Ladungen in Bewegung versetzen, muss es eine Krafteinwirkung geben.

Ladungen wechselwirken aufgrund ihrer elektrischen Felder miteinander. Dabei wirkt eine gleich große Kraft auf beide Ladungen entsprechend den Feldstärken, die Coulombkraft \(F_C\).

Die Coulombkraft wird – wie alle anderen Kräfte – grundsätzlich mit der Einheit Newton (N) angegeben:

\[ \left[ F_C \right] = 1 \, N = 1 \, \frac{kg \cdot m}{s^2} \]

Die Coulombkraft im elektrischen Feld ist das Äquivalent zur Gravitationskraft im Gravitationsfeld.

Wenn ein Feld eine Kraft über eine gewisse Strecke wirken kann, bedeutet das, dass dabei Arbeit an der bewegten Ladung verrichtet wird. Eine verrichtete Arbeit ist auch immer gleich einer Energie.

Die Elektrische Feldenergie \(E_{el}\) (elektrische Feldarbeit \(W_{el}\) ) ist die Energie eines elektrischen Feldes. Sie wird aufgebracht, um Ladungen im Feld zu beschleunigen.

Häufig wird die Einheit Wattsekunde (Ws) verwendet. Die Grundeinheit der Energie Joule (J) ist aber auch gültig:

\[ \left[ E_{el} \right] = 1 \, Ws = 1 \, J = 1 \, \frac{kg \cdot m^2}{s^2} \]

Die elektrische Energie einer Ladung im elektrischen Feld kannst Du Dir so vorstellen, wie die potentielle Energie einer Masse im Gravitationsfeld.

Wird eine Ladung von einem elektrischen Feld entlang der Feldlinien beschleunigt, gibt das elektrische Feld eine Energie an die Ladung ab. Die Energie, die das Feld einer bestimmten Ladung verleihen kann, ist dabei abhängig von der Ladung selbst und von der Position der Ladung im elektrischen Feld.

Das geschieht auch beim Anlegen einer Spannung an einen Leiter. Die Spannung ist im Grunde genommen nichts anderes, als die Auswirkung eines elektrischen Feldes, durch das Ladungsträger beschleunigt werden können. Je größer die Spannung ist, desto größer ist auch die mögliche Bewegung/Beschleunigung (Energie) der Ladungen im elektrischen Feld.

Die Arbeit, die ein elektrisches Feld an einer Ladung in Abhängigkeit von der Ladung selbst und deren Position im Feld verrichten kann, heißt Elektrisches Potential \( \varphi \) (griechischer Kleinbuchstabe „Phi“). Die elektrische Spannung ist die Differenz zweier elektrischer Potentiale.

Angeben kannst Du das elektrische Potential – wie eine Spannung – mit der Einheit Volt (V):

\[ \left[ \varphi \right] = 1 \, V \]

Als Äquivalent zum elektrischen Potential gibt es auch das Potential im Gravitationsfeld. Vorstellen kannst Du Dir es so ähnlich wie die Entfernung bei der Gravitation. Das Potential ändert sich mit gleichbleibender Entfernung nicht. Aufgrund des Potentials (Höhe) besitzt eine Ladung (Masse) eine gewisse elektrische Energie (potentielle Energie) im elektrischen Feld (Gravitationsfeld).

Zu den vier genannten Größen des elektrischen Feldes gibt es je nach Art des elektrischen Feldes und der beteiligten Ladungen verschiedene Formeln. Die Erklärungen Elektrische Feldstärke, Coulombkraft, Elektrische Feldenergie und Elektrisches Potential zeigen Dir, wie diese aussehen.

Die häufigsten verwendeten Formeln findest Du in folgender Tabelle.

Punktladung(en) \(q, q_1, q_2\)Plattenkondensator mit Plattenabstand \(d\), Spannung \(U\), Ladung \(Q\) des Kondensators
Elektrische Feldstärke \(E\)Elektrische Feldstärke im Abstand \(r\):\[ E = \frac{1}{4 \cdot \pi \cdot \epsilon_0} \cdot \frac{q}{r^2} \]Elektrische Feldstärke zwischen den Kondensatorplatten:\[ E = \frac{U}{d} \]
Coulombkraft \(F_C\)Coulombkraft zwischen zwei Ladungen im Abstand \(r\):\[F_C=\frac{1}{4\cdot\pi\cdot\epsilon_0}\cdot\frac{q_1\cdot q_2}{r^2}\]Coulombkraft auf eine Ladung \(q\):\[F_C = q \cdot \frac{U}{d} \]
Elektrische Feldenergie \(E_{el}\)Elektrische Feldenergie zweier Punktladungen im Abstand \(r\):\[E_{el} = \frac{q_1 \cdot q_2}{4\cdot\pi\cdot\epsilon_0}\cdot \frac{1}{r}\]
Feldenergie eines Plattenkondensators:
\[E_{el} = \frac{1}{2} \cdot Q \cdot U \]
Elektrisches Potential \( \varphi \)Elektrisches Potential im Abstand \(r\):\[ \varphi = \frac{1}{4 \cdot \pi \cdot \epsilon_0} \cdot \frac{q}{r} \]
Potential im Abstand \(s\) zur negativen Kondensatorplatte:
\[ \varphi = E \cdot s \]

Die Erklärungen Punktladung und Plattenkondensator geben Dir mehr Auskunft, woher diese Formeln stammen und wie sie angewandt werden.

Elektrische Felder, denen Du im Alltag begegnest, erstrecken sich zum Großteil nur innerhalb von Leitern oder sind außerhalb der Leiter so schwach, dass deren Auswirkungen so minimal sind, dass sie unbeachtet bleiben. Dennoch kann es anwendungsspezifisch wichtig sein, ein elektrisches Feld und dessen Feldstärke zu messen.

Elektrisches Feld messen

Grundlage für die Messung elektrischer Felder ist das elektrische Potential, genauer gesagt die Differenz der Potentiale an zwei bekannten Stellen im elektrischen Feld. Das Gerät zur Messung elektrischer Felder heißt Elektrofeldmeter.

Im Grunde genommen handelt es sich dabei um ein extrem sensibles Spannungsmessgerät mit zwei Kontakten, die eine bestimmte Länge voneinander entfernt sind. Bringst Du beide Kontakte in ein elektrisches Feld ein, befinden diese sich an unterschiedlichen Stellen im elektrischen Feld. Das bedeutet, auch das elektrische Potential an beiden Kontakten ist unterschiedlich. Eine Potentialdifferenz entspricht einer Spannung, die dann gemessen wird.

Ist die Ausbreitung des elektrischen Feldes grob bekannt, kann die gemessene Spannung (Potentialdifferenz) in eine elektrische Feldstärke im jeweiligen Abstand zur Quelle des elektrischen Feldes berechnet werden.

Was Du aber vermutlich nicht messen kannst, ist die elektrische Feldstärke außerhalb des Kabels beim Laden Deines Smartphones. Die Spannung, und somit die Potentialdifferenz des elektrischen Feldes, wirkt weitestgehend innerhalb des Kabels. Außen ist von der Feldstärke nicht mehr viel zu spüren.

Elektrisches Feld - Das Wichtigste

  • Jede elektrische Ladung besitzt ein elektrisches Feld, das die Auswirkungen auf andere elektrische Ladungen im umgebenden Raum beschreibt.
  • Je größer die Ladungen, desto stärker und weitreichender das elektrische Feld.
  • Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, verschiedene Ladungen ziehen sich an.
  • Beachte bei Feldlinien im elektrischen Feld folgende Regeln:
    • von + nach - gerichtet
    • besitzen einen Anfang und ein Ende
    • stehen senkrecht auf Oberfläche der Ladung
    • kreuzen nie einander
  • Mithilfe der Feldlinien kannst Du folgende qualitative Aussagen zum elektrischen Feld treffen:
    • Je dichter die Feldlinien, desto stärker das elektrische Feld.
    • Die Richtung der Feldlinien gibt die Kraftwirkung auf eine positive Ladung wieder.
  • Ein homogenes elektrisches Feld ist an allen Stellen gleich gerichtet und gleich stark. Die elektrischen Feldlinien in diesem Bereich sind parallel, in gleichen Abständen und zeigen in die gleiche Richtung.
  • Die Elektrische Feldstärke \(E\) gibt die Stärke eines elektrischen Feldes an einem gewissen Punkt im Raum wieder.
  • Befindet sich eine Ladung in einem elektrischen Feld, so wirkt das elektrische Feld eine Coulombkraft \(F_C\) auf die Ladung aus.
  • Die Elektrische Feldenergie ist die Energie, die ein elektrisches Feld besitzt. Eine elektrische Energie wird benötigt, um eine Ladung innerhalb eines Feldes zwischen zwei unterschiedlichen elektrischen Potentialen zu bewegen.
  • Eine elektrische Spannung ist eine Potentialdifferenz.

Nachweise

  1. Technische Universität Dresden Professur für Grundlagen der Elektrotechnik (2013). Elektrische und magnetische Felder. iee.et.tu-dresden.de (18.05.2015)
  2. Forschungsstiftung Strom und Mobilkommunikation. Elektrische Felder. emf.ethz.ch (01.09.2022)

Häufig gestellte Fragen zum Thema Elektrisches Feld

Das elektrische Feld beschreibt die Wirkung einer elektrischen Ladung im sie umgebenden Raum.

Jede elektrische Ladung und somit jede Ladungsdifferenz lässt ein elektrisches Feld entstehen.

Ein elektrisches Feld wechselwirkt mit anderen elektrischen Feldern und Ladungen. Durch ein elektrisches Feld (verschiedene Potentiale = Spannung) können somit Ladungen beschleunigt werden (Strom).

Nicht die elektrische Ladung entsteht im elektrischen Feld, sondern andersherum. Ein elektrisches Feld entsteht aufgrund Ladungen und Ladungsunterschieden.

Finales Elektrisches Feld Quiz

Frage

Was besagt das Coulombgesetz?

Antwort anzeigen

Antwort

Es besagt, dass zwei punktförmige Ladungen entgegengesetzte Kräfte vom selben Betrag aufeinander auswirken.

Frage anzeigen

Frage

Was besagt das Wechselwirkungsgesetz?

Antwort anzeigen

Antwort

Wenn zwei Körper Kräfte aufeinander auswirken, müssen diese immer entgegengesetzt wirken und haben dabei denselben Betrag.

Frage anzeigen

Frage

Was ist eine Punktladung?

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Punktladung ist eine elektrische Ladung ohne räumliche Ausdehnung.

Frage anzeigen

Frage

Wovon hängt die Coulombkraft zwischen zwei Ladungen ab?

Antwort anzeigen

Antwort

Von den Ladungen und von ihrem Abstand zueinander.

Frage anzeigen

Frage

Wovon hängt die Coulombkraft im Plattenkondensator ab?

Antwort anzeigen

Antwort

Von der Spannung am Kondensator, dem Plattenabstand, der Ladung und dem Abstand zur negativen Platte.

Frage anzeigen

Frage

Wo liegt das Nullpotential im Plattenkondensator?

Antwort anzeigen

Antwort

An der negativ geladenen Platte.

Frage anzeigen

Frage

Welcher Zusammenhang besteht zwischen potentieller Energie und der Coulombkraft?

Antwort anzeigen

Antwort

Die potentielle Energie ist das Integral über den Radius r bzw. den Abstand x der Coulombkraft.

Frage anzeigen

Frage

Wie groß ist das Potential an der negativ geladenen Platte eines Plattenkondensators?

Antwort anzeigen

Antwort

Das Potential dort ist Null. Die negative Platte ist das Nullniveau der potentiellen Energie.

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe, wie Du das elektrische Feld um eine geladene Metallkugel herum annähern kannst.

Antwort anzeigen

Antwort

In großen Abständen verhält sich das Feld einer geladenen Metallkugel mit der Gesamtladung Q wie das Feld einer einzelnen Probeladung mit dem Wert q.

Frage anzeigen

Frage

Gib das Formelzeichen der elektrischen Feldenergie an.

Antwort anzeigen

Antwort

Eel

Frage anzeigen

Frage

In welcher Einheit kann die elektrische Energie neben dem Joule noch angegeben werden?

Antwort anzeigen

Antwort

In Wattsekunden Ws

Frage anzeigen

Frage

Erkläre die Bedeutung der elektrischen Feldenergie, wenn Du zwei gleichnamige Ladungen zusammenbringst.

Antwort anzeigen

Antwort

Wenn Du die gleichnamigen Ladungen näher aneinander bringst, werden sie durch das elektrische Feld abgebremst. Dabei wird ihre kinetische Energie zunächst als elektrische Feldenergie gespeichert. Wenn das Feld die Ladungen wieder auseinanderzieht, wird diese Energie in kinetische Energie der Ladungen umgewandelt.

Frage anzeigen

Frage

Nenne die Kraft, gegen die Arbeit verrichtet wird, um zwei Ladungen von einander zu trennen bzw. einander näher zu bringen?

Antwort anzeigen

Antwort

Gegen die Coulombkraft.

Frage anzeigen

Frage

Wer erfand die Braunsche Röhre und wann?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Braunsche Röhre von Karl Ferdinand Braun (1850 - 1918) im Jahr 1897 erfunden. 

Frage anzeigen

Frage

Aus welchen Komponenten besteht die Braunsche Röhre?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Braunsche Röhre besteht aus Glühkathode, Wehneltzylinder, Anode, Ablenkplatten und Leuchtschirm.

Frage anzeigen

Frage

Wie werden die Elektronen für den Elektronenstrahl in der Brauschen Röhre erzeugt?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Glühkathode ist ein Draht, an dem eine Heizspannung anliegt. Diese Spannung ist hoch genug, dass sich der Draht durch seinen Eigenwiderstand erwärmt. Der Draht wird so heiß, dass durch den glühelektrischen Effekt Elektronen aus der Heizwendel austreten können. 

Frage anzeigen

Frage

Welche Aufgabe hat der Wehneltzylinder?

Antwort anzeigen

Antwort

 Am Wehneltzylinder liegt eine relativ zur Glühkathode negative Spannung an. Da der Zylinder die Kathode umgibt, werden die ausgetretenen Elektronen von ihm gebündelt und treten rechts durch ein Loch aus. 


Je nach anliegender negativer Spannung werden die Elektronen mehr oder weniger stark gebündelt. Damit lässt sich die Intensität des Elektronenstrahls und damit die Helligkeit des Bildpunktes am Bildschirm steuern.  

Frage anzeigen

Frage

Wofür liegt an der Anode eine Anodenspannung an?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Anode hat die Aufgabe, die aus dem Wehneltzylinder ausgetretenen Elektronen, in Richtung Bildschirm zu beschleunigen.


Da die im Anodenspannung im Vergleich zum Wehneltzylinder positiv ist, werden die Elektronen angezogen und bis hin zur Anode beschleunigt.

Frage anzeigen

Frage

Wie wird der Elektronenstrahl abgelegt um Bilder zu erzeugen?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Ablenkung wird durch elektromagnetische Felder zwischen den Ablenkplatten erzeugt.  

Frage anzeigen

Frage

An welchen Teil der Braunsche Röhre kannst du das Bild betrachen? 

Antwort anzeigen

Antwort

Am Leuchtschirm.

Frage anzeigen

Frage

In welchen Geräten findest Du die Braunsche Röhre?

Antwort anzeigen

Antwort

 In alten analogen Oszilloskopen und Fernsehern ist die Brausche Röhre als Bildschirm verbaut.

Frage anzeigen

Frage

Wie viele Paare Ablenkplatten benötigst Du für die Braunsche Röhre im Oszilloskop?

Antwort anzeigen

Antwort

Zwei Paare, eines für das Spannungsignal und ein für die zeitliche Ablenkung.

Frage anzeigen

Frage

Warum ist die Anodenspannung positiv im Vergleich zum Wehneltzylinder?

Antwort anzeigen

Antwort

Da diese Spannung im Vergleich zum Wehneltzylinder positiv ist, werden die Elektronen angezogen und bis hin zur Anode beschleunigt.

Frage anzeigen

Frage

Warum herrscht ein Vakuum in der  Braunschen Röhre?

Antwort anzeigen

Antwort

Dies ist nötig, um zu verhindern, dass die Elektronen mit Gasmolekülen der Luft kollidieren, was den Strahl abschwächen würde.  

Frage anzeigen

Frage

Erläutere, wie die elektrische Energie im Feld eines Kondensators gespeichert wird.

Antwort anzeigen

Antwort

Der Kondensator wird durch eine extern angelegte Spannung aufgeladen. Je nach Kondensatorkapazität werden dabei Ladungen auf die Kondensatorplatten aufgetragen und es bildet sich ein elektrisches Feld zwischen den Platten aus.


Um die Ladung auf die Kondensatorplatten zu bringen, muss elektrische Arbeit verrichtet werden. Diese wird dann in Form von elektrischer Energie im elektrischen Feld zwischen den Kondensatorplatten gespeichert .

Frage anzeigen

Frage

Erläutere den Zusammenhang zwischen Energie und Arbeit.

Antwort anzeigen

Antwort

Sobald Du Arbeit an einem Körper verrichtest, ändert sich seine Energie. Dabei ändert sich auch Deine Energie. Damit ist die verrichtete Arbeit gleich der Energieänderung.

Frage anzeigen

Frage

Nenne die Kräfte zwischen zwei ruhenden und bewegten Ladungen.

Antwort anzeigen

Antwort

Zwischen zwei ruhenden Ladungen wirkt die Coloumbkraft. Auf bewegte Ladungen wirkt zusätzlich die Lorentzkraft.

Frage anzeigen

Frage

Wähle aus, was zutrifft.

Antwort anzeigen

Antwort

Die elektrische Feldenergie sinkt, wenn Du zwei entgegengesetzt geladene Teilchen näher zusammenbringst.

Frage anzeigen

Frage

Nenne die Definition der potentiellen Energie.

Antwort anzeigen

Antwort

Die potentielle Energie entspricht der Arbeit, die verrichtet werden muss, um einen Körper von einem beliebigen Punkt zu einem anderen Punkt zu bewegen.

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe die Größe der elektrischen Feldstärke E.

Antwort anzeigen

Antwort

Die elektrische Feldstärke E beschreibt die Fähigkeit eines elektrischen Feldes, eine Kraft auf Ladungen, die sich im elektrischen Feld befinden, auszuüben.

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe, was sich mithilfe des elektrischen Potentials für jeden Raumpunkt berechnen lässt.

Antwort anzeigen

Antwort

Mit dem elektrischen Potential lässt sich für jeden Raumpunkt ausrechnen, wie groß die Arbeit ist, die nötig ist, um eine Ladung von einem Punkt zu diesen Raumpunkt zu bewegen.

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe, was eine äquivalente Angabe innerhalb eines Stromkreises für eine Potentialdifferenz ist.

Antwort anzeigen

Antwort

Die Spannung zwischen zwei Punkten A und B ist die Differenz der Potentialwerte φA und φB.

Frage anzeigen

Frage

Begründe, warum das Potential nur vom Ort einer Ladung abhängt und nicht vom zurückgelegtem Weg.

Antwort anzeigen

Antwort

Die potentielle Energie hängt vom Ort ab, und nicht von dem Verlauf des zurückgelegten Weges von einem Punkt zum anderen. Eine Funktion, die eben diese Ortsabhängigkeit der potentiellen Energie beschreibt, wird als Potential bezeichnet.

Frage anzeigen

Frage

Gib an, in welche Richtung eine negative Ladung im elektrischen Feld beschleunigt werden würde.

Antwort anzeigen

Antwort

Eine negative Ladung wird zum positiven Pol hin beschleunigt.

Frage anzeigen

Frage

Benenne die Quelle eines jeden elektrischen Feldes.

Antwort anzeigen

Antwort

Die Quelle eines elektrischen Feldes ist eine elektrische Ladung.

Frage anzeigen

Frage

Wähle aus, wie das elektrische Feld oft abgekürzt wird.

Antwort anzeigen

Antwort

E-Feld

Frage anzeigen

Frage

Gib an, in welche Richtung die Feldlinien im elektrischen Feld zeigen.

Antwort anzeigen

Antwort

Die Feldlinien im elektrischen Feld zeigen vom positiven zum negativen Pol.

Bei Ladungen zeigen sie von positiver zu negativer Ladung.

Frage anzeigen

Frage

Wähle aus, welche der folgenden Regeln auf elektrische Feldlinien zutreffen.

Antwort anzeigen

Antwort

Sie besitzen keinen Anfang und kein Ende und bilden somit geschlossene Linien.

Frage anzeigen

Frage

Erkläre, welche qualitativen Aussagen Du nur anhand der elektrischen Feldlinien treffen kannst.

Antwort anzeigen

Antwort

Je dichter die Feldlinien, desto stärker das elektrische Feld.

Die Richtung der Feldlinien gibt die Kraftwirkung auf eine positive Ladung wieder.

Frage anzeigen

Frage

Wähle aus, welche der folgenden Eigenschaften auf ein homogenes elektrisches Feld zutreffen.

Antwort anzeigen

Antwort

überall gleich stark

Frage anzeigen

Frage

Gib den Namen, das Formelzeichen und die Einheit der Feldgröße des elektrischen Feldes an.

Antwort anzeigen

Antwort

Elektrische Feldstärke \(E\) mit der Einheit Volt (V) pro Meter (m):

\[ \left[ E \right] = 1 \, \frac{V}{m} = 1 \, \frac{N}{C} \]

Frage anzeigen

Frage

Benenne die Kraft, die auf eine Ladung im elektrischen Feld wirkt.

Antwort anzeigen

Antwort

Coulombkraft

Frage anzeigen

Frage

Erkläre, was eine elektrische Spannung mit einem elektrischen Feld zu tun.

Antwort anzeigen

Antwort

Eine elektrische Spannung ist eine Potentialdifferenz im elektrischen Feld.

Frage anzeigen

Frage

Erkläre, wie sich zwei Ladungen verhalten, die entweder gleichnamig (+ und +, - und -) oder verschieden (+ und -) sind.

Antwort anzeigen

Antwort

Gleichnamige Ladungen stoßen einander ab. Verschiedene Ladungen ziehen einander an.

Frage anzeigen

60%

der Nutzer schaffen das Elektrisches Feld Quiz nicht! Kannst du es schaffen?

Quiz starten

Finde passende Lernmaterialien für deine Fächer

Alles was du für deinen Lernerfolg brauchst - in einer App!

Lernplan

Sei rechtzeitig vorbereitet für deine Prüfungen.

Quizzes

Teste dein Wissen mit spielerischen Quizzes.

Karteikarten

Erstelle und finde Karteikarten in Rekordzeit.

Notizen

Erstelle die schönsten Notizen schneller als je zuvor.

Lern-Sets

Hab all deine Lermaterialien an einem Ort.

Dokumente

Lade unzählige Dokumente hoch und habe sie immer dabei.

Lern Statistiken

Kenne deine Schwächen und Stärken.

Wöchentliche

Ziele Setze dir individuelle Ziele und sammle Punkte.

Smart Reminders

Nie wieder prokrastinieren mit unseren Lernerinnerungen.

Trophäen

Sammle Punkte und erreiche neue Levels beim Lernen.

Magic Marker

Lass dir Karteikarten automatisch erstellen.

Smartes Formatieren

Erstelle die schönsten Lernmaterialien mit unseren Vorlagen.

Melde dich an für Notizen & Bearbeitung. 100% for free.

Get FREE ACCESS to all of our study material, tailor-made!

Over 10 million students from across the world are already learning smarter.

Get Started for Free
Illustration