Wissenstest, Elektrische Felder

Elektrische Felder existieren um die Erde, aber auch um jeden anderen elektrische geladenen Körper. Ihre Beschreibung erfolgt mit dem Modell Feldlinienbild und mit der elektrischen Feldstärke. Technisch bedeutsam ist die Ablenkung von geladenen Teilchen in elektrischen Feldern.

Der Test dient der Prüfung von elementaren Kenntnissen zur elektrischen Ladung und zu elektrischen Feldern.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Elektrische Felder".

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WISSENSTEST

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Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Wissenstest, Elektrische Felder." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/wissenstest-elektrische-felder (Abgerufen: 02. May 2025, 23:26 UTC)

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Elektrisches Feld der Erde

Neben einem magnetischen Feld besitzt die Erde auch ein elektrisches Feld. Da die Erdoberfläche negativ gegenüber der umgebenden Atmosphäre geladen ist, verlaufen die Feldlinien im Idealfall senkrecht zur Erdoberfläche und von dieser weg. Das elektrische Feld der Erde kann näherungsweise als Radialfeld angesehen werden. Die Feldstärke beträgt in Erdbodennähe im Durchschnitt 130 V/m. Durch Bebauung, Bäume und natürliche Unebenheiten treten erhebliche Deformationen des elektrischen Feldes der Erde auf, die durchaus auch von praktischer Bedeutung sind, etwa im Hinblick auf den Blitzschutz und das Auftreten weiterer luftelektrischer Erscheinungen wie Elmsfeuer.

Elektrisches Potenzial und elektrische Spannung

Ähnlich wie beim Gravitationsfeld wird auch beim elektrischen Feld ein Potenzial definiert. Unter dem elektrischen Potenzial eines Punktes versteht man den Quotienten aus der potenziellen Energie in diesem Punkt und der Ladung des Körpers. Sein Betrag hängt nur vom Ort und von der felderzeugenden Ladung ab. Das Potenzial ist demzufolge geeignet, ein Feld zu beschreiben. Das kann auch grafisch mit Äquipotenziallinien in der Ebene oder Äquipotenzialflächen im Raum erfolgen.
Die elektrische Spannung zwischen zwei beliebigen Punkten eines elektrischen Feldes ist gleich der Potenzialdifferenz zwischen diesen beiden Punkten.

Elektrisches Feld

Das elektrische Feld ist ein bestimmter Zustand des Raumes um einen geladenen Körper. Ein solches elektrisches Feld ist mit unseren Sinnesorganen nicht wahrnehmbar. Es ist aber an seinen Wirkungen erkennbar. Ein elektrisches Feld ist dadurch gekennzeichnet, dass auf andere elektrisch geladene Körper, die sich in ihm befinden, Kräfte ausgeübt werden.
Elektrische Felder können mit dem Modell Feldlinienbild veranschaulicht werden, das auf MICHAEL FARADAY (1791-1867) zurückgeht. Dabei kann man zwischen homogenen und inhomogenen Feldern unterscheiden.
Elektrische Felder können auch mit den Feldgrößen elektrische Feldstärke und dielektrische Verschiebung beschrieben werden.

Kondensatoren

Ein Kondensator ist ist elektrisches Bauelement, mit dem elektrische Ladung und damit elektrische Energie gespeichert wird. Die einfachste Form eines Kondensators ist ein Plattenkondensator, der aus zwei sich gegenüberstehenden, voneinander isolierten Metallplatten besteht, zwischen denen sich Luft befindet. Wird zwischen diesen Metallplatten eine elektrische Spannung angelegt, dann sammeln sich auf ihren Oberflächen getrennt voneinander positive und negative Ladungen an. Zwischen den Platten baut sich ein elektrisches Feld auf, in dem Feldenergie gespeichert ist. Die Kapazität eines Kondensators hängt von seinem Aufbau ab und kann in weiten Grenzen variieren. Kondensatoren können in Reihe oder parallel geschaltet werden. Sie verhalten sich im Gleichstromkreis anders als im Wechselstromkreis.

Feldstärke und dielektrische Verschiebung

Elektrische Felder können mithilfe von Feldlinienbildern beschrieben werden. Zur ihrer quantitativen Beschreibung nutzt man die feldbeschreibenden Größen elektrische Feldstärke und dielektrische Verschiebung. Die elektrische Feldstärke E ist definiert als Quotient aus der Kraft F, die das Feld auf einen positiv geladenen Probekörper ausübt, und dessen Ladung Q:
$\vec{E} = \frac{\vec{F}}{Q}$
Die dielektrische Verschiebung D (Verschiebungsdichte) ist ein Maß für die auf einer Fläche im elektrischen Feld durch Influenz hervorgerufenen Ladung:
$D = \frac{Q}{A}$
Beide Größen sind durch die elektrische Feldkonstante und die Permittivitätszahl miteinander verbunden:
$\vec{D} = ε_{0} \cdot ε_{r} \cdot \vec{E}$
Bevorzugt wird mit der elektrischen Feldstärke gearbeitet.

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