Vergleich zwischen Gravitationsfeld und elektrischem Feld
Das elektrische Feld und das Gravitationsfeld sind fundamentale physikalische Konzepte, die sich in vielen Aspekten ähneln, aber auch wichtige Unterschiede aufweisen. Im Gravitationsfeld wirkt die Gravitationskraft auf Körper mit Masse, während im elektrischen Feld die elektrische Kraft auf Körper mit elektrischer Ladung wirkt.
Die elektrische Feldstärke ist eine zentrale Größe beim elektrischen Feld und wird durch die Formel E=U/d beschrieben. Diese ist analog zum Ortsfaktor g im Gravitationsfeld zu verstehen. Während der Ortsfaktor g auf der Erde konstant bei etwa 9,81 N/kg liegt, kann die elektrische Feldstärke stark variieren. In einem homogenen elektrischen Feld, wie es beispielsweise im Plattenkondensator auftritt, ist die Feldstärke überall gleich groß.
Die elektrischen Feldlinien zeigen die Richtung der Kraft auf positive Probeladungen an. Eine wichtige Eigenschaft ist, dass sich elektrische Feldlinien nicht kreuzen. Dies gilt sowohl für einfache Anordnungen wie Punktladungen als auch für komplexere Systeme. Die Dichte der Feldlinien gibt dabei Auskunft über die Stärke des Feldes.
Merke: Die elektrische Ladung wird in der Einheit Coulomb C gemessen. Ein Elektron trägt die Elementarladung von -1,602 × 10^-19 C. Die elektrische Feldstärke wird in der Einheit Newton pro Coulomb N/C oder Volt pro Meter V/m angegeben.