Ing: GdE: Kraftwirkung von Ladungen

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Coulombsche Gesetz[Bearbeiten]

Wie wir bereits erkannt haben, üben Ladungen Kräfte aufeinander aus. Ladungen gleichen Vorzeichens stoßen sich ab, Ladungen ungleichen Vorzeichens ziehen sich an. Die Kraftwirkung zwischen zwei ruhenden Punktladungen, wird durch das Coulombsche Gesetz beschrieben. Die folgende Gleichung beschreibt das Gesetz in einer allgemeinen Form:

Die Kraft ist proportional zum Produkt der Ladungen , und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes der beiden Punktladungen.

Die Einheitengleichung lautet:

Die Einheit des Proportionalitätsfaktors ergibt sich zu .

Es ist nützlich und üblich, den Faktor in der Form zu schreiben. Die Gleichung des Coulombschen Gesetzes wird damit zu:



Coulombsches Gesetz
Einheit
Kraft
elektrische Feldkonstante
Ladung
Abstand


hat die Einheit .

Es ist leicht zu erkennen, dass der Oberfläche einer gedachten Kugel entspricht, welche die Bezugsladung umgibt (Ladung, die sich an diesem Ort befindet, an der r = 0 ist). ist die so genannte elektrische Feldkonstante. Sie hat folgenden Wert:

Glasbutton Tipp.svg

hat folgende SI-Basiseinheiten:

Üblicherweise wird angegeben in:


ist die relative Dielektrizitätskonstante welche Materialabhängig ist. Sie gibt die Durchlässigkeit von Materie für elektrische Felder an.

Einige Werte für die relative Dielektrizitätskonstante
Medium εr Medium εr
Vakuum 1,0 Luft 1,00059
Ammoniak (0 °C) 1,007 Glas 6 - 8
Gummi 2,5 - 3 Kaliumchlorid 4,94
spezielle Keramik bis 10000 Polyethylen (PE) (90 °C) 2,4
Propanol 18,3 Paraffin 2,2
Wasser 80,1 Eis (-20 °C, f > 100 kHz) 3,2


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