Coulombsche und elektrisches Feldstärke

[Pille456]

Hi,
Hab mal ne Frage zur elektrischen Feldstärke und der Spannung.
Die elektrische Feldstärke lässt sich ja mittels dem Coulombschen Gesetzt und einer Probeladung q ermitteln. Somit lautet die Formel für die elektrische Feldstärke F = q*E.
Was im Umkehrschluss ja auch eigentlich nichts anders als das Coulombsche Gesetzt ist.
Demnach müsste die Einheit für die elektrisches Feldstärke ja C/m² sein, aber sie wird meist als V/m angegeben. Wie kommt man auf diese Einheit bzw. wie kommt man auf die Formel E = U/l; wobei l der Abstand ist?

Danke

[Martin.]

Du hast ja die Formel für die Kraft hingeschrieben:

F = Q * E

Damit ergibt sich für die Feldstärke

E = F / Q

Einheitenbetrachtung:

N / As

As = W / V = N * m / V (Definition von Arbeit: Kraft längs des Weges!)

N / As = N / (N*m/V) = V / m stimmt also alles

[Pille456]

Hmm ja...
Aber die Kraft berechnet man ja über das Coulombsche Gesetz, welches als Einheit C/m² hat. Bedeutet das, dass 1N = 1C/m² ist?

[Martin.]

Nein

F = Q * E

N = As * V / m = W / m (Arbeit ist Kraft längs des Weges also W = N * m) stimmt also

ich weis nicht wie du auf C / m^2 kommst.

Coulomb Gesetz

F = Q1 * Q2 / ( 4*pi*epsilon0*r^2)

Also (epsilon hat die Einheit As/(V*m):

As * As
------------------
As* m^2
------------
V*m

Daraus ergibt sich As * V / m = N

[BlackDevil]

Möchte noch was anmerken (von Wegen E=U/d - d = Abstand)

Ich gehe im Folgenden von folgender Konstruktion aus:


|<---d--->|
| |
| |
| |
o-| |-o
| |
| |
| |
| |


Weiter geh ich davon aus das wir nur das Felld innerhalb der Konstruktion und nicht am Rand betrachten. Innerhalb der Plattenkonstruktion herrscht nämlich ein sog. Homogenes Feld, sprich die Feldlinien verlaufen alle Parallel. Damit kann man dann schön Rechnen.
Ferner geh ich davon aus das innerhalb der Plattenkonstruktion Luft ist (Dieelektrikum) und ein Feld E herrscht.

Jetzt kann man sich die Feldlinien wie Gummibänder Vorstellen: Mach ich sie länger ist die Spannung Größer, mach ich sie kürzer ist die Spannung geriner. Daraus Folgt: U=E*d. Das ist so mit das Wichtigste Gesetz um Klausuren im Thema Elektrisches Feld zu Berechnen... Man sieht also das die Spannung Proportional zum Abstand ist - mal ein Konstantes Feld vorrausgesetzt.

Stelllt man diese Formel nach E um folgt: E=U/d - in Einheiten: [E]=V/m und das passt.

Wie man auf die Formel kommt (U=E*d)? Über die Feldenergie:
W=1/2C*U²
W=Q*E*s (s=d=Abstand)
=> Q*E*d=1/2C*U²
=> E=(C*U²)/(2*Q*d)
mit Q = C*U
=> E=(C*U²)/(2*C*U*d)
=> E=U/(2*d)

Nur die 2 bekomm ich da gerade nicht raus gekürzt, bin auch noch müde ^^ Bin eh nicht der Feldcrack...

Aber so im Prinzip läuft das Spielchen: Um eine Ladung zu Verschieben braucht man Kraft. Diese Kraft verrichte ich auf einem Wegstückchen. Weg mal Kraft ist Arbeit. Arbeit ist Spannung. Je größer das Feld und je weiter der Weg desto mehr Arbeit muss ich verrichten.


Ich hoffe geholfen zu haben, trotz des Fauxpas oben mit der 2 - die bitte ich zu Entschuldigen :)

Allen einen Schönen Sonntag