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Das Elektrische Feld
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|||| I I XXXV ✓ ++++ I ungleichmäßige Verteilung nicht möglich, da sich gleichartige Ladungen abstoßen und sich nicht an einem Fleck sammeln. DIE ELEKTRISCHEN FELDLINIEN + + inhomogen homogen ALLGEMEINE INFORMATIONEN FELDLINIEN → zeigen in jedem Punkt eines elektrischen Feldes tangential in die Richtung der Kraft auf einen positiv geladenen Körper → schneiden sich nicht → enden auf Metalloberflächen immer senkrecht → sind ein Maß für die Stärke eines Feldes: Je größer die Feldliniendichte, desto stärker das Feld Ein elektrisch geladener Körper erzeugt in seiner Umgebung ein elektrisches Feld. Dieses übt auf andere geladene Körper krafte aus. POLARISIERUNG Wird ein geladener Körper an einen anderen, neutralen Körper gehalten, richten sich die Elektronen neu aus. Der ungeladene Körper wird polarisiert. Die Elektronen ziehen sich entweder an oder stoßen sich ab. Dies hängt von der Ladung des Körpers ab. + DIE ELEKTRISCHE FELDSTÄRKE Auf einen Körper mit der elektrischen Ladung Q wirkt in einem elektrischen Feld die Kraft F. Der Quotient aus Fund Q nennt sich elektrische Feldstärke E. E=F Einheit: 1 DER ELEKTRISCHE STROM Die elektrische Stromstärke I gibt an, wie viel Ladung AQ in einer bestimmten Zeit At durch den Querschnitt eines Leiters fließen. I=4Q bzw. I = Lim A Δt-0 Einheit der Stromstärke: [I] =1A (Ampére) Einheit der Ladung: [Q] = 1C = 1As (Coulomb) é e- 1. Ableitung der Ladung nach der Zeit 8 2 á e- → Es bilden sich Dipole → Die Elektronen richten sich für eine gewisse Zeit neu aus ZUGONMENHÄNGE ERMITTELN ZUSAMMENHANG ERKENNEN UND DEUTEN → wird a verdoppelt, wird bo ebenfalls verdoppelt → lässt auf einen proportionalen...
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Zusammenhang schließen mithilfe einer linearen Regression oder der Berechnung des Quotienten überprüfen → Mittelwert bestimmen → es ergibt sich folgender physikalischer Zusammenhang -Ursprungsgerade (Erkennung zum proportionalen Zusammenhang a~b) LO b3 4 5 6 7 ANTIPROPORTIONER ZUSAMMENHANG a 44 33 25 22 19 ab 133 131 132 132 131 Hyperbel (Erkennung zum antiproportionalen Zusammenhang a~1) PROPORTIONER ZUSAMMENHANG GLEICHUNG a= m.b (bzw. y=m. x) →m= a/b Steigung ist konstant gleiches Produkt → Produktgleichheit ENERGIE IM ELEKTRISCHEN FELD Im homogenen Feld eines Plattenkondensators wirkt in jedem Punkt die gleiche Kraft F=q. E auf die Ladung q. Wird die Ladung parallel zum elektrischen Feld um die Strecke s (d) bewegt, so muss hierfür die Energie W=F-S = E.q·s aufgewandt werden. Wie bei der potentiellen Energie in der Mechanik ist eine Energieangabe nur in Bezug auf einen zweiten Punkt möglich (2.B. Nullpotential/Erde). GLEICHUNG a=m.b¹ = m (bzw. y=m. x² =♡) →m=a.b blo 1 2 3 a O 0,5 1 1,5 2 a/b / 0,5 0,5 0,5 0,5 gleicher Quotient 4 Quotientengleichheit DOKUMENTATIONSWEISE → Qualitative Beschreibung der Abhängig keit der Messgrößen • Begründete Vermutung über die Art des funktionalen Zusammenhangs Bestimmung des funktionalen Zusammen- hangs (2.B. Regression, Produktbildung....) Formulierung eines Ergebnisses in phy- sikalischen Größen und Einheiten = ZUSAMMENHANG ERKENNEN UND DEUTEN →verdoppelt sich b, so wird a halbiert →lässt auf einen antiproportionalen Zusam- menhang schließen →mithilfe eine Potenzregression oder der Berechnung des Produkts überprüfen Mittelwert berechnen → die physikalische Interpretation lautet DIE ELEKTRISCHE SPANNUNG U Die elektrische Spannung U zwischen zwei Punkten ist definiert als Energie pro lodung, die notwendig ist/frei wird, um die Ladung von dem einen zum anderen Punkt zu trans portieren W die Einheit [U] = 1² = 1V Spezialfall Plattenkondensator mit Plattenabstand d E.q.d=E.d E = oto