Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte723/Elektrische Kraft

Elektrostatische Kraftwirkungen

1.Einführung ins Thema

Elektrostatische Kräfte sind einfach herbeizuführen, wenn man beispielsweise ein Wolltuch an einem Kunststoffstab reibt, sind eben diese elektrostatisch geladen. Das äußert sich darin, dass sich das Wolltuch und der Kunststoffstab nun etwas anziehen.

Der Kunststoffstab ist dabei negativ und das Wolltuch positiv geladen.

Sie sind also ungleichnamig elektrostatisch geladen.

Wenn zwei Stoffe gleichnamig elektrostatisch geladen sind, stoßen sie sich ab.

Das gleiche funktioniert auch mit bestimmten anderen Stoffen.

Zum Beispiel:                         Kamm     und     frisch gewaschene Haare      

                                          Luftballon    und     Haare

                                            Kleidung     und     Autositz

                                             .  .  .

2.Aufbau von Atomen

Ein Atom besteht aus dem Atomkern in welchem sich die positiv geladenen Protonen befinden und aus der Atomhülle, in welcher sich die negativ geladenen Elektronen bewegen.

Elektrisch neutral geladene Atome besitzen die gleiche Anzahl an Protonen und an Elektronen.

Positiv geladene Atome besitzen mehr Protonen als Elektronen.

Negativ geladene Atome besitzen mehr Elektronen als Protonen.

Beim Reiben von einem Wolltuch an einem Kunststoffstab übertragen sich Elektronen von den Atomen des Wolltuches in die Atome des Kunststoffstabes.

Der Kunststoffstab besitzt also eine negative Ladung.

Das Wolltuch hingegen hat einen Elektronenmangel, ist also positiv geladen.

3.Elektrostatisches Feld

Der Raum um einen elektrostatisch aufgeladenen Körper heißt Elektrostatisches Feld. Dieser Raum hat bestimmte Eigenschaften.

Das Elektrostatische Feld wird durch das Feldlinienbild dargestellt. Das Feldlinienbild besteht aus elektrischen Feldlinien. Sie geben die Richtung und den Betrag der Kraft an.

Es gibt verschiedene Arten von Elektrostatischen Feldern. Um eine elektrostatisch aufgeladene Kugel bildet sich ein radiales Feld, in welchem sich alle Feldlinien geradlinig zur Kugelmitte verlängern lassen.

homogenes Feld, radiales Feld, elektrostatisches Fedlinienbild

Zwischen zwei parallelen entgegengesetzt geladenen Platten tritt ein homogenes Feld auf. Die Feldlinien verlaufen parallel und im gleichen Abstand voneinander.

4.Ladungsausgleich

Wenn sich zwei ungleichnamig geladene Körper zu nah kommen, fließt ein elektrischer Strom und ein Ladungsausgleich geschieht. Dass heißt, dass die beiden beteiligten Körper nach dem Ladungsausgleich wieder neutral geladen sind.

5.Elektrostatik in der Natur

Die Elektrostatik lässt sich auch sehr einfach in der Natur finden. Das wohl populärste Beispiel dafür sind Gewitter. In einer Gewitterwolke geschieht durch Reibung eine Ladungstrennung, nach welcher der obere Teil der Wolke positiv und der untere Teil negativ elektrostatisch geladen ist.

Wenn beispielsweise der untere, negativ geladene Teil nun auf den oberen, positiv geladenen Teil einer anderen Wolke trifft, geschieht ein Ladungsausgleich und ein elektrischer Strom, ein „Blitz“, entsteht.

Das Gleiche kann genau so auch zwischen einer Gewitterwolke und der Erde geschehen.

6. Übungen

Übung zum Aufbau von Atomen:

Fülle die Lücken!

Ein Atom besteht aus zwei Teilen, dem Atomkern() und der Atomhülle(). Im inneren des Atoms befindet sich der Atomkern(), in welchem sich die Protonen() befinden. Sie sind positiv() geladen. Um ihn herum befindet sich die Atomhülle(), in welcher sich die Elektronen() bewegen. Sie sind negativ() geladen.

Welche zwei Ladungen ziehen sich an? (!positiv und positiv ) (!negativ und negativ ) (positiv und negativ)

Wie heißt ein elektrostatisches Feld einer geladenen Kugel? (!homogenes Feld) (radiales Feld) (!radiades Feld)