Elektrizitätslehre / Elketrische Felder

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Gretalorz

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 Stromstärke
Die Stromstärke gibt an, wie viele
Ladungen in einer bestimmten
zeit durch einen weiter fließen.
Der Strom wird durch Stromstän

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Themen: -Elektrisches Feld -Energie im elektr. Feld -Anwendungsbereiche von Elektrischen Feldern

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Stromstärke Die Stromstärke gibt an, wie viele Ladungen in einer bestimmten zeit durch einen weiter fließen. Der Strom wird durch Stromstänke gemessen. Strom benötigt Spannung! |Stärke → I (A) = AQ < Ladung (c) ← Zeit (5) - ELEKTRISCHES FELD Spannung Eine Spannungsquelle hat immer 2 Pole überschuss Umso größer der Mangel. Unterschied der Pole ist, umso höher ist die Spannung → Atez Die Spannung treibt die Elektronen an, sich durch den Leiter zu bewegen Spannung → UCV) = R·I / E·d > Elektrische Felder existiern im Raum um elektr. geladene körper und sind die Ursache für die Feldkräffe, die diese auf andere Felder oder Probeladungen ausüben > Ein E-Feld besteht aus einer positiven und einer negativen Ladung die räumlich voneinander getrennt sind. Feldlinien beschreiben die starke und die Richtung der Kraft -Probeladungen- Probeladungen sind kleine Körper mit nur geringer elektr. Ladung Sie reagieren sehr empfindlich auf das Feld, verändern es aber wegen ihrer geringen Ladung nicht. RADIALFELD Ein elektrisches Feld rund um einen. geladenen Körper nennt man Radialfeld THOMOGENES FELD Ein elkett. Feld zwischen zwei Kondensatorplatten • nennt man homogenes I Feld - Cüberall gleich Srank) Spannung Elektrische Feldstärke E=ist die Kraft, die eine Probeladung im betrachteten Punkt des Feldes erfährt Umso höher die Feldstärke ist →→→desto höher ist die Kraft auf die Probeladung E = €. E-Dielektrizitätskonstante (m²) E=Feldstärke (~) 6 = klein Sigma (²) &= Dielektrikum Feldstärke E= >>> Q A Widerstand Der elektr. Widerstand gibt an, welche elektr. Spannung erforderlich ist, um eine bestimmte elekt. Stromstärke durch einen Leiter fließen zu lassen. Ladung (Q) ~ E-Feld a...

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~E-Feld Umso großer die Fläche, desto kleiner ist die Stärke des E-Feldes (mehr Platz zum ausbreiten) Â~ Dichte (A=Fläche) antiproportional Dielektrizitätskonstante Cim Plattenkondensator) Größe des Widerstands hängt vom Material, dem Aufbau & der Temperaturab. · Feldliniengehen immer von + →- und verlassen und betreten Objekte immer senkrecht zur Oberfläche Widerstand → RC_S2) = _() (V) I (A) Probeladungen erfahren Kräfte fangential 24 den Feldlinien • U = E・d< Abstand F(n) & elektrische Kraff 9 (c) (Einzelladung) ← Kugel Spitzeneffekt Bei Kugeln oder Platten befinden sich die Ladungen aufgrund der abstoßenden Kräfte an den Ränder, weil sie da den größtmöglichen Abstand einhalten können. (Bezieht sich auf die freien und überschüssigen Ladungen Masse Beschi. ↓↓ pavaday F=m.a F=q. E 1 1 Ladung Feldstärke Flächenladungsdichte Fläche befinden. Die Flächenladungsdichte beschreibt, wie viele Ladungen sich auf einer bestimmten Umso mehr Ladungen hinzugefügt werden, desto => Daraus ergibt sich die Proportionalität: Stärker ist auch das E-Feld ле Kondensatorplatte am meisten ladungen (Starkeres Feld) =0 (klein mama) Flächenladungs- dichte (wie viel Ladungen auf einer bestimmten Fläche sind) Da En ist, gibt es eine Proportionalitätskonstante Diese konstante ist eine der wichtigsten Naturkonstanten 0=EEE €= 8,854.1012 As a Dielektrikum Das Dielektrikum beschreibt eine schwache- oder nichtleitende Substanz. Dies kann Gas, Flüssigkeit oder ein Feststoff sein. 트 Für die Luft gilt bei dem Dielektrikum der Näherungswert Er=1 E. Durch den Isolator zwischen den Platten wird das Feld geschwächt, denn durch die dielektr. Polarisation (wie im Faradayschen Käfig ungeladen wird plötzlich geladen) im Nichtleiter entsteht ein entgegengesetztes elektrisches Feld. Wenn man den Raum zwischen den kondensatorplatten mit einem Isolator füllt, steigt die Kapazität des kondensators um einen Faktor Er Er = Coulombsches Gesetz Die Stärke im radialen Feld nimmt mit der Entfernung ab ▷ Umso weiter man von der Ladung entfernt ist, desto geringer ist die elektrische Wirkung чпр².Е. Feldstärke im radialsymmetrischen Feld Formel der Kraft für eine Punktladung |d= goum → E= → F= b+ Eine Bewegungsgleichung erstellen Bsp.: s(t) = ½·a·t² + Vot + So (S. 199 Nr. 4) m=4-10⁹kg Kugel hebt sich. 19=-5.10°C weil FE größer als Fg ist. U=2000V Millikan Versuch Hochspannungsmessgerät Что². Е. 9 4πTr² · Eo •Hochspannungsquelle Lampe Kapazität eines Platten-Kondensator ▷ Sie gilot an wie gut ein kondensator Ladungen, speichern" kann. (Material, Abstanad, Fläche) Die Kapazität hat das tormelzeichen C und die Einheit F (Farrad) [F]=Farrad > Kapazität = wie viele Ladungen bei einer angelegten Spannung auf den Platten sind Formel für Kondensator nur in Abhängigkeit von Fläche und Abstand der Platten. WEL PE=Energiedichte vom Kondensator PE = A·d Volumen O Öltröpfchen--- m.a a |++++++ ++++++ Fres=FELeKH.-Fgrav. s(t) zerstäuber O Eo. E= 6 E.. E= =E - 4-TTr².6 E.q = = g m 1/2 a.t² s = 1 (Em-g). (² mikroskop E-9-mg Im •Plattenabstand -Beim Millikan-Versuch werden Öltröpfchen mit einem zerstäuber zwischen zwei kondensatorplatten gebräucht ↳Durch das zerstäuben werden diese negativ aufgeladen 16= E= 1:60 → F - Ist die elektrische kraft genauso groß wied die Gewichtskraft beginnt das Teilchen zu schweben (schwebemethode) - Millikan hat verschiedene Spannungen eingestellt und fest - gestellt, dass Ladung gequantelt ist und nicht jeden beliebigen Wert annehmen kann (Vielfaches von 1,602x1018) Q.9 4.Пр.Е. = Kapazität → C = <Ladung Spannung Teinsetzen zur Berechnung der Dichte rechnet man Energie pro volumen C= Eö Ei A Er = 2. S t=√| E-9-9 m 2.0,04m t=150 000·5.10120 4-10⁹kg t≈ 0,039s q=m.g.d |m=v.p Q = 4πr ³ p q d 3 U Bei ausgeschalteter Spannung wirkt nur die Reibungskraft der Luft gegen Fg - mit Dielektrikum Herleitung der Formel für Berrechnung der Ladung: FEL= Fg m=v.pe Dichte E-q=mg | E=y A Herleitung: 0=22²= 6₂ € 0=E₁ · E = 68 E = @= E. A 8=CC=EA immer) -9,81m2 Volumen Berechnung des Radius des Tröpfchens: FR= 6·TT.nr. Vsink viskosität 9 11.vsink √2pg + Vkugel = πTr³ FR=Fg 6 TT nr Vsink= ·m.g 617 Vsink=1/2r³.p.g 9 nr Usink=p³ 2.p.g =r + lir 15 Potentielle Energie E-Fed (kondensator) di d₁-dz Das Potential / Potentialdifferenz Potential = 6 -d= Abstand E.d Das Potential ist die Energie, die ich pro ladung aufbringen muss, um die Probladung zu bewegen. Mit dem Abstand entsteht eine Spannung. ENERGIE IM ELEKTRISCHEN FELD = Potentielle Energie im Radialfeld Im Radialfeld wird die pot. Potential Energie mit dem Abstand immer größer und das potential immer kleiner. 0,9 0,09 210 Ionen quelle Braunsche Röhre Heizspannung: Stromquelle von da kommen die Elektronen Cim homogenen Feld) Pot. Energie im elektrischen Feld → Wpot = E.q.d m=J 2 Wehneltzylinder: (negativ geladen) - Darin ist ein gewickelter Draht, der an die Stromquelle angeschlossen ist - Elektr. stauen sich darin =Draht glünt - 1st außen negativ geladen und bündelt die Elektronen so in der Mitte ・pot. Energie Aquipotentiallinien: sind immer orthogonal zu den elektr. Feldlinien. Heiz- spannung Die Ladung eines Elektrons ist überall im Feld gleich, da die Anzienungskraft immer geringer wird. (Bsp.: +=9,999.. Wehnelt Zylinder ↓ 3 ∞ 1 2 ANWENDUNGSBEREICHE VON ELEKTRISCHEN FELDERN vertikale Anode /Ablenkplatte Schirm D 7+ Das Potential (V) V=Nm (As=C) Strahl p= Woot Potential differenz (v) 6 = E.g⋅d ↳ U= 6₁-6₂ e = E.d U=A6 Der Strom fließt immer vom höheren zum niedrigeren Potential Pot. Energie im Radialfeld → Herleitung: W=FS Epot m.g.h 5 ↑ Horizontale (Arbeit) W=F.S |F=E₁q Wpot = E.q.d Ablenkplatte Q • Wpot = 100 (1/₂2 - 1) < Abstand (m) पं. ९० Beschleunigungs- spannung 3 Anode (positiv geladen) Beschleunigt die Elektronen, da sie sie anzieht 4 Vertikaler Kondensator: Je nachdem wie der kondensator gepolt ist, lenkt er den Strahl nach oben /unten ab. S Horizontaler Kondensator lenkt die Elektr. nach rechts/links ab 6 Schirm: macht Elektronen sichtbar Linearbeschleuniger 00000 += $ 0,3m = 157×10 (zeit in der Röhre) Um Werte in den Kondensatoren Wie Ablenkung etc. zu berrechnen, muss man Geschw. in x- /y-Richtung beachten. Chorizontaler Kondensator)` 9- Vy=Beschl. Vx=konst. d+ Beschleunigung nur bis zur Anode →→X Um die wechselspannung auszurechnen braucht man: -Länge der Röhre -Geschw. des Teilchens ← Beschl. ← In einer Röhle 1 Periode = 1,91×108 f= = = (1,91×10 9.2) Driftröhren HF-Sender In einem Teilchen beschleuniger werden Elementarteilchen bis zu etwa 5% der Lichtgeschwindigkeit (C) beschleunigt. Die Driftröhlen sind immer abwechselnd geladen → Beschleunigen so das Teilchen (durch abstoßen und anziehen). Sobald das Teilchen durch eine Röhle ist, wird alles umgepolt (Wechselspannung) → sodass die Elektronen immer angezogen werden. Die Röhren sind feldfrei, da die Ladungen sonst abgelenkt würden. Die Driffröhren werden länger, aufgrund der Beschl. der Teilchen

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Vielen Dank, wirklich hilfreich für mich, da wir gerade genau das Thema in der Schule haben 😁

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Die Flächenladungsdichte beschreibt, wie viele Ladungen sich auf einer bestimmten Umso mehr Ladungen hinzugefügt werden, desto => Daraus ergibt sich die Proportionalität: Stärker ist auch das E-Feld ле Kondensatorplatte am meisten ladungen (Starkeres Feld) =0 (klein mama) Flächenladungs- dichte (wie viel Ladungen auf einer bestimmten Fläche sind) Da En ist, gibt es eine Proportionalitätskonstante Diese konstante ist eine der wichtigsten Naturkonstanten 0=EEE €= 8,854.1012 As a Dielektrikum Das Dielektrikum beschreibt eine schwache- oder nichtleitende Substanz. Dies kann Gas, Flüssigkeit oder ein Feststoff sein. 트 Für die Luft gilt bei dem Dielektrikum der Näherungswert Er=1 E. Durch den Isolator zwischen den Platten wird das Feld geschwächt, denn durch die dielektr. Polarisation (wie im Faradayschen Käfig ungeladen wird plötzlich geladen) im Nichtleiter entsteht ein entgegengesetztes elektrisches Feld. Wenn man den Raum zwischen den kondensatorplatten mit einem Isolator füllt, steigt die Kapazität des kondensators um einen Faktor Er Er = Coulombsches Gesetz Die Stärke im radialen Feld nimmt mit der Entfernung ab ▷ Umso weiter man von der Ladung entfernt ist, desto geringer ist die elektrische Wirkung чпр².Е. Feldstärke im radialsymmetrischen Feld Formel der Kraft für eine Punktladung |d= goum → E= → F= b+ Eine Bewegungsgleichung erstellen Bsp.: s(t) = ½·a·t² + Vot + So (S. 199 Nr. 4) m=4-10⁹kg Kugel hebt sich. 19=-5.10°C weil FE größer als Fg ist. U=2000V Millikan Versuch Hochspannungsmessgerät Что². Е. 9 4πTr² · Eo •Hochspannungsquelle Lampe Kapazität eines Platten-Kondensator ▷ Sie gilot an wie gut ein kondensator Ladungen, speichern" kann. (Material, Abstanad, Fläche) Die Kapazität hat das tormelzeichen C und die Einheit F (Farrad) [F]=Farrad > Kapazität = wie viele Ladungen bei einer angelegten Spannung auf den Platten sind Formel für Kondensator nur in Abhängigkeit von Fläche und Abstand der Platten. WEL PE=Energiedichte vom Kondensator PE = A·d Volumen O Öltröpfchen--- m.a a |++++++ ++++++ Fres=FELeKH.-Fgrav. s(t) zerstäuber O Eo. E= 6 E.. E= =E - 4-TTr².6 E.q = = g m 1/2 a.t² s = 1 (Em-g). (² mikroskop E-9-mg Im •Plattenabstand -Beim Millikan-Versuch werden Öltröpfchen mit einem zerstäuber zwischen zwei kondensatorplatten gebräucht ↳Durch das zerstäuben werden diese negativ aufgeladen 16= E= 1:60 → F - Ist die elektrische kraft genauso groß wied die Gewichtskraft beginnt das Teilchen zu schweben (schwebemethode) - Millikan hat verschiedene Spannungen eingestellt und fest - gestellt, dass Ladung gequantelt ist und nicht jeden beliebigen Wert annehmen kann (Vielfaches von 1,602x1018) Q.9 4.Пр.Е. = Kapazität → C = <Ladung Spannung Teinsetzen zur Berechnung der Dichte rechnet man Energie pro volumen C= Eö Ei A Er = 2. S t=√| E-9-9 m 2.0,04m t=150 000·5.10120 4-10⁹kg t≈ 0,039s q=m.g.d |m=v.p Q = 4πr ³ p q d 3 U Bei ausgeschalteter Spannung wirkt nur die Reibungskraft der Luft gegen Fg - mit Dielektrikum Herleitung der Formel für Berrechnung der Ladung: FEL= Fg m=v.pe Dichte E-q=mg | E=y A Herleitung: 0=22²= 6₂ € 0=E₁ · E = 68 E = @= E. A 8=CC=EA immer) -9,81m2 Volumen Berechnung des Radius des Tröpfchens: FR= 6·TT.nr. Vsink viskosität 9 11.vsink √2pg + Vkugel = πTr³ FR=Fg 6 TT nr Vsink= ·m.g 617 Vsink=1/2r³.p.g 9 nr Usink=p³ 2.p.g =r + lir 15 Potentielle Energie E-Fed (kondensator) di d₁-dz Das Potential / Potentialdifferenz Potential = 6 -d= Abstand E.d Das Potential ist die Energie, die ich pro ladung aufbringen muss, um die Probladung zu bewegen. Mit dem Abstand entsteht eine Spannung. ENERGIE IM ELEKTRISCHEN FELD = Potentielle Energie im Radialfeld Im Radialfeld wird die pot. Potential Energie mit dem Abstand immer größer und das potential immer kleiner. 0,9 0,09 210 Ionen quelle Braunsche Röhre Heizspannung: Stromquelle von da kommen die Elektronen Cim homogenen Feld) Pot. Energie im elektrischen Feld → Wpot = E.q.d m=J 2 Wehneltzylinder: (negativ geladen) - Darin ist ein gewickelter Draht, der an die Stromquelle angeschlossen ist - Elektr. stauen sich darin =Draht glünt - 1st außen negativ geladen und bündelt die Elektronen so in der Mitte ・pot. Energie Aquipotentiallinien: sind immer orthogonal zu den elektr. Feldlinien. Heiz- spannung Die Ladung eines Elektrons ist überall im Feld gleich, da die Anzienungskraft immer geringer wird. (Bsp.: +=9,999.. Wehnelt Zylinder ↓ 3 ∞ 1 2 ANWENDUNGSBEREICHE VON ELEKTRISCHEN FELDERN vertikale Anode /Ablenkplatte Schirm D 7+ Das Potential (V) V=Nm (As=C) Strahl p= Woot Potential differenz (v) 6 = E.g⋅d ↳ U= 6₁-6₂ e = E.d U=A6 Der Strom fließt immer vom höheren zum niedrigeren Potential Pot. Energie im Radialfeld → Herleitung: W=FS Epot m.g.h 5 ↑ Horizontale (Arbeit) W=F.S |F=E₁q Wpot = E.q.d Ablenkplatte Q • Wpot = 100 (1/₂2 - 1) < Abstand (m) पं. ९० Beschleunigungs- spannung 3 Anode (positiv geladen) Beschleunigt die Elektronen, da sie sie anzieht 4 Vertikaler Kondensator: Je nachdem wie der kondensator gepolt ist, lenkt er den Strahl nach oben /unten ab. S Horizontaler Kondensator lenkt die Elektr. nach rechts/links ab 6 Schirm: macht Elektronen sichtbar Linearbeschleuniger 00000 += $ 0,3m = 157×10 (zeit in der Röhre) Um Werte in den Kondensatoren Wie Ablenkung etc. zu berrechnen, muss man Geschw. in x- /y-Richtung beachten. Chorizontaler Kondensator)` 9- Vy=Beschl. Vx=konst. d+ Beschleunigung nur bis zur Anode →→X Um die wechselspannung auszurechnen braucht man: -Länge der Röhre -Geschw. des Teilchens ← Beschl. ← In einer Röhle 1 Periode = 1,91×108 f= = = (1,91×10 9.2) Driftröhren HF-Sender In einem Teilchen beschleuniger werden Elementarteilchen bis zu etwa 5% der Lichtgeschwindigkeit (C) beschleunigt. Die Driftröhlen sind immer abwechselnd geladen → Beschleunigen so das Teilchen (durch abstoßen und anziehen). Sobald das Teilchen durch eine Röhle ist, wird alles umgepolt (Wechselspannung) → sodass die Elektronen immer angezogen werden. Die Röhren sind feldfrei, da die Ladungen sonst abgelenkt würden. Die Driffröhren werden länger, aufgrund der Beschl. der Teilchen