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Physik

1. Dez. 2025

178

8 Seiten

Elektrisches Feld – Feldstärke und Konstante erklärt

S

Susi @usi_ikz2nz6vasgr96zs

Elektrische Felder sind überall um dich herum - vom Blitz bei Gewitter bis zu deinem Handy-Akku. Sie beschreiben... Mehr anzeigen

Elektrische Feldstärke, Feldgleichung, Feldkonstante
Fachanforderungen
2.3.2 Elektrische und magnetische Felder
Inhaltsbezogene Kompetenzen

Grundlagen elektrischer Felder

Stell dir vor, du könntest unsichtbare Kräfte sehen - genau das macht das Konzept des elektrischen Feldes möglich! Elektrische Felder entstehen überall dort, wo elektrische Ladungen vorhanden sind und beschreiben die Kraftwirkung zwischen ihnen.

Die elektrische Feldstärke E ist dabei das Maß dafür, wie stark diese Kraft ist. Sie wird berechnet als E = F/q, wobei F die Kraft und q die Probeladung ist. Die Einheit ist Newton pro Coulomb N/CN/C oder Volt pro Meter V/mV/m.

Elektrische Felder kannst du dir durch Feldlinien vorstellen - sie zeigen die Richtung der Kraft an und verlaufen immer von positiven zu negativen Ladungen. Je dichter die Feldlinien, desto stärker das Feld.

Merke dir Das elektrische Feld existiert auch dann, wenn keine Probeladung da ist - es beschreibt nur das "Kraftpotenzial" im Raum.

Elektrische Feldstärke, Feldgleichung, Feldkonstante
Fachanforderungen
2.3.2 Elektrische und magnetische Felder
Inhaltsbezogene Kompetenzen

Homogenes Feld im Plattenkondensator

Zwischen zwei parallelen Metallplatten entsteht etwas Besonderes ein homogenes elektrisches Feld. Das bedeutet, die Feldstärke ist überall gleich groß und die Feldlinien verlaufen parallel zueinander.

Die Formel dafür ist überraschend einfach E = U/d. Dabei ist U die Spannung zwischen den Platten und d ihr Abstand. Verdoppelst du die Spannung, verdoppelt sich die Feldstärke - halbierst du den Abstand, verdoppelt sich sie ebenfalls.

Experimentell lässt sich das super zeigen Eine geladene Kugel zwischen Kondensatorplatten wird überall gleich stark ausgelenkt, egal wo sie sich zwischen den Platten befindet. Die Feldlinien bleiben parallel und gleichmäßig verteilt.

Praxistipp Bei Kondensatoren in elektronischen Geräten nutzt man genau dieses Prinzip zur Energiespeicherung.

Elektrische Feldstärke, Feldgleichung, Feldkonstante
Fachanforderungen
2.3.2 Elektrische und magnetische Felder
Inhaltsbezogene Kompetenzen

Radialfeld einer Punktladung

Bei einer einzelnen geladenen Kugel sieht die Sache anders aus - hier entsteht ein Radialfeld. Die Feldlinien strahlen wie bei einer Sonne in alle Richtungen nach außen (bei positiver Ladung) oder nach innen (bei negativer Ladung).

Die elektrische Feldstärke nimmt mit der Entfernung quadratisch ab E = Q/(4πε₀r²). Das bedeutet doppelte Entfernung = ein Viertel der Feldstärke. Diese 1/r²-Abhängigkeit kennst du schon von der Gravitation!

Aus dieser Feldstärke-Formel lässt sich das berühmte Coulomb-Gesetz ableiten. Es beschreibt die Kraft zwischen zwei Punktladungen F = Q₁Q₂/(4πε₀r²). Genau wie bei Newton's Gravitationsgesetz, nur mit Ladungen statt Massen.

Interessant Das Coulomb-Gesetz und das Gravitationsgesetz haben dieselbe mathematische Struktur - beide folgen einem inversen Quadratgesetz.

Elektrische Feldstärke, Feldgleichung, Feldkonstante
Fachanforderungen
2.3.2 Elektrische und magnetische Felder
Inhaltsbezogene Kompetenzen

Die elektrische Feldkonstante

Die elektrische Feldkonstante ε₀ ist eine der wichtigsten Naturkonstanten überhaupt. Sie bestimmt, wie stark elektrische Felder im Vakuum sind und hat den Wert 8,854 · 10⁻¹² F/m (Farad pro Meter).

Diese Konstante taucht in allen wichtigen Formeln auf - vom Coulomb-Gesetz bis zur Kondensator-Kapazität. Sie beschreibt die Permittivität des Vakuums, also wie "durchlässig" der leere Raum für elektrische Felder ist.

Experimentell lässt sich ε₀ mit einem Plattenkondensator bestimmen. Du misst Ladung Q, Spannung U und Plattenabstand d, dann rechnest du ε₀ = Qd/(UπR²). Mehrere Messungen ergeben einen Mittelwert.

Faszinierend Die elektrische Feldkonstante hängt über ε₀ = 1/(μ₀c²) mit der Lichtgeschwindigkeit und der magnetischen Feldkonstante zusammen.

Elektrische Feldstärke, Feldgleichung, Feldkonstante
Fachanforderungen
2.3.2 Elektrische und magnetische Felder
Inhaltsbezogene Kompetenzen

Elektrisches Potenzial

Das elektrische Potenzial φ ist wie die "Höhe" in einem elektrischen Feld. Es gibt an, wie viel Energie pro Ladung an einem bestimmten Punkt gespeichert ist φ = W/Q. Die Einheit ist Volt (V).

Bei einer Punktladung nimmt das Potenzial mit der Entfernung ab φ = Q/(4πε₀r). Anders als die Feldstärke diemit1/r2abnimmtdie mit 1/r² abnimmt fällt das Potenzial nur mit 1/r ab - es reicht also viel weiter.

Die elektrische Spannung ist einfach die Potenzialdifferenz zwischen zwei Punkten U = φ₁ - φ₂. Und hier kommt's Das elektrische Feld zeigt immer in Richtung des stärksten Potenzialabfalls E=φE = -∇φ.

Äquipotenzialflächen sind Bereiche mit gleichem Potenzial - wie Höhenlinien auf Landkarten. Das elektrische Feld steht immer senkrecht zu diesen Flächen.

Merkhilfe Stell dir das Potenzial wie einen elektrischen "Berg" vor - das Feld zeigt immer den steilsten Weg nach unten.

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2.3.2 Elektrische und magnetische Felder
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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

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Grundlagen elektrischer Felder

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Die elektrische Feldstärke E ist dabei das Maß dafür, wie stark diese Kraft ist. Sie wird berechnet als E = F/q, wobei F die Kraft und q die Probeladung ist. Die Einheit ist Newton pro Coulomb N/CN/C oder Volt pro Meter V/mV/m.

Elektrische Felder kannst du dir durch Feldlinien vorstellen - sie zeigen die Richtung der Kraft an und verlaufen immer von positiven zu negativen Ladungen. Je dichter die Feldlinien, desto stärker das Feld.

Merke dir: Das elektrische Feld existiert auch dann, wenn keine Probeladung da ist - es beschreibt nur das "Kraftpotenzial" im Raum.

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Aus dieser Feldstärke-Formel lässt sich das berühmte Coulomb-Gesetz ableiten. Es beschreibt die Kraft zwischen zwei Punktladungen: F = Q₁Q₂/(4πε₀r²). Genau wie bei Newton's Gravitationsgesetz, nur mit Ladungen statt Massen.

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Die elektrische Feldkonstante

Die elektrische Feldkonstante ε₀ ist eine der wichtigsten Naturkonstanten überhaupt. Sie bestimmt, wie stark elektrische Felder im Vakuum sind und hat den Wert 8,854 · 10⁻¹² F/m (Farad pro Meter).

Diese Konstante taucht in allen wichtigen Formeln auf - vom Coulomb-Gesetz bis zur Kondensator-Kapazität. Sie beschreibt die Permittivität des Vakuums, also wie "durchlässig" der leere Raum für elektrische Felder ist.

Experimentell lässt sich ε₀ mit einem Plattenkondensator bestimmen. Du misst Ladung Q, Spannung U und Plattenabstand d, dann rechnest du: ε₀ = Qd/(UπR²). Mehrere Messungen ergeben einen Mittelwert.

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Elektrisches Potenzial

Das elektrische Potenzial φ ist wie die "Höhe" in einem elektrischen Feld. Es gibt an, wie viel Energie pro Ladung an einem bestimmten Punkt gespeichert ist: φ = W/Q. Die Einheit ist Volt (V).

Bei einer Punktladung nimmt das Potenzial mit der Entfernung ab: φ = Q/(4πε₀r). Anders als die Feldstärke diemit1/r2abnimmtdie mit 1/r² abnimmt fällt das Potenzial nur mit 1/r ab - es reicht also viel weiter.

Die elektrische Spannung ist einfach die Potenzialdifferenz zwischen zwei Punkten: U = φ₁ - φ₂. Und hier kommt's: Das elektrische Feld zeigt immer in Richtung des stärksten Potenzialabfalls E=φE = -∇φ.

Äquipotenzialflächen sind Bereiche mit gleichem Potenzial - wie Höhenlinien auf Landkarten. Das elektrische Feld steht immer senkrecht zu diesen Flächen.

Merkhilfe: Stell dir das Potenzial wie einen elektrischen "Berg" vor - das Feld zeigt immer den steilsten Weg nach unten.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

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