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Die elektrische Feldstärke - Allgemein

Im vorherigen Artikel haben wir ja bereits erkannt, dass die Kraft auf eine Probeladung von zwei Komponenten abhängt: 

  1. Ladungsmenge des Körpers. 
  2. Stärke des elektrischen Feldes .

Untersuchung der Kraft und Ladungsmenge im elektrischen Feld

Versuchsaufbau

Zwischen zwei Kondensatorplatten hängt man eine negativ geladene Probeladung auf. 

Anschließend schließt man an die Kondensatorplatten eine Spannung an, sodass sich ein elektrisches Feld aufbaut. 

Elektrische Feldstärke: Veranschaulichung durch Experiment mit hängender Probeladung
Abb. 1: Versuchsaufbau mit einer hängenden Probeladung zwischen zwei Kondensatorplatten.
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Versuchsausbeobachtung und Auswertung

Wie du bestimmt bereits wusstest, lenkt die Probeladung nun zur positiv geladenen Platte hin aus. Dies ist mit der wirkenden elektrischen Kraft zwischen den Platten zu begründen. Dabei ist auch klar, dass die Auslenkung von der Kraft abhängt. Doch wie kann man die Auslenkung und damit auch die wirkende Kraft variieren? 

Untersuchung der Auslenkung durch Spannung und Ladungsmenge

Spannung

Es ist nicht sonderlich erstaunlich, dass bei erhöhter Spannung auch die Auslenkung des Probekörpers zunimmt.  

  • Eine höhere Spannung führt zu einer höheren Auslenkung.

Ladungsmenge

Reduziert man nun die Ladungsmenge der Probeladung, so fällt auf, dass sich auch die Auslenkung des Probekörpers reduziert. 

  • Eine niedrigere Ladungsmenge führt zu einer geringeren Auslenkung.

Die elektrische Feldstärke - Resultat

Die Kraft auf eine Probeladung ist proportional zur Ladungsmenge des Körpers. Somit gilt: 

bzw.

Die Konstante aus dem Quotienten F/q ist somit unsere gesuchte elektrische Feldstärke . Diese hängt damit nur von der elektrischen Kraft ab. 

 

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Kurzüberblick

➤ Probekörper im Kondensator

      •  angezogen bzw. abgestoßen wegen den Platten (ladungsabhängig)
      •  Verhalten im Kondensator abhängig von Spannung und Ladungsmenge

➤ Elektrische Feldstärke resultiert aus Ladungsmenge und Kraft auf den Ladungsträger:

  

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