Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte745/ElektrischeKräfte/Grundwissen
Definition
Elektrisch geladene Körper üben Kräfte aufeinander aus. Sind beide Körper gleichartig geladen(also beide Positiv oder beide Negativ), stoßen sie sich voneinander ab. Sind beide unterschiedlich geladen, ziehen sie sich an.
Formelzeichen:
Einheit: Coulomb
Neutral geladene Körper werden grau markiert, positive rot und negative blau.
Formel: Befinden sich elektrisch geladene Körper oder Teilchen in einem elektrischen Feld, wirkt eine Feldkraft auf sie. Sie ist berechenbar mit der Formel: = Q x E
Q steht für die Ladung des Körpers während E die Feldstärke im betreffendem Punkt ist.
Coulombsches Gesetz
Die wichtigsten Sachen dazu:
- Alle geladenen Körper üben Kräfte aufeinander aus
- Bei gleichartigen Ladungen gehen die Kräfte voneinander weg und bei unterschiedlichen aufeinander zu
Das Ladungsgleichgewicht
Jeder Körper besteht aus Elektronen und Protonen und hat normalerweise die gleiche Anzahl dieser in sich. Deshalb besitzen die meisten Körper keine elektrische Ladung. Das nennt man Ladungsgleichgewicht. Doch dieses kann durch Reibung gestört werden. Es kann dann ein Elektronenmangel (Körper besitzt mehr Protonen als Elektronen) bzw. Elektronenüberschuss (Körper besitzt mehr Elektronen als Protonen) erzeugt werden.
Geschichte
Schon die alten Griechen entdeckten ca. 600 v.Chr. die Elektrische Kraft. Sie rieben Bernstein mit einem Fell, dieser zog dann Wollfasern und Federn an. Auf griechisch heißt Bernstein „Elektron“, daher kommt das Wort Elektrizität.
Aufbau eines Atoms
Für die Erklärung von elektrischen Erscheinungen brauch man das Wissen des Aufbaus der Stoffe.
Alle Stoffe bestehen aus Atomen, die auch einen eigenen Aufbau besitzen. Im inneren befindet sich der sehr kleine Atomkern, dieser enthält noch kleinere Teilchen, die Protonen. Jedes Proton ist positiv geladen, also ist der Atomkern positiv geladen.
Um den Atomkern liegt die Atomhülle, diese besteht aus Elektronen die sich um den Kern bewegen. Jedes Elektron ist negativ geladen.
Zwischen dem positiv geladenen Kern und den negativ geladenen Elektronen der Hülle entstehen Anziehungskräfte. Sie halten das Atom zusammen.
Die Ladung von Elektron und Proton sind gleich, nur die Vorzeichen sind anders.
Vorgang bei elektrischen Ladungen
Als Beispiel haben wir einen Kunststoffstab und ein Wolltuch.
Bei druckvollem aneinanderreiben von Stab und Tuch werden von dem Tuch einige Elektronen abgetrennt, sie gehen auf den Stab über. Zu den neutralen Atomen gelangen nun also noch einige Elektronen, also ist der Stab nun negativ geladen.
Das Tuch hat nach dem reiben ein paar Atome, die ein Elektron weniger haben, da diese ja nun beim Stab sind. Also sind einige Atome von dem Tuch positiv geladen da sie mehr Protonen haben.
Durch die unterschiedlichen Ladungen treten nun anziehende Kräfte bei Stab und Tuch auf.
Elektrische Felder
Ein elektrisches Feld ist ein Zustand eines bestimmten Raumes um einen geladenen Körper.
Mit den menschlichen Sinnen kann man es nicht wahrnehmen, doch die Wirkung kann man erkennen. Denn in einem elektrischem Feld werden Kräfte auf andere elektrisch geladene Körper im Raum/Feld ausgeübt.
Einheit: V/M
Das steht für Volt pro Meter
Beispiel:
Wenn man seinen bloßen Arm an einem Fernsehbildschirm vorbei bewegt, merkt man, wie sich die Haare des armes aufrichten.
Denn in der Nähe des Bildschirms ist ein elektrisches Feld, das von den Elektronen, die das Bild erzeugen, hervorgerufen wird. Sie sammeln sich auf dem Bildschirm. das elektrische Feld bewirkt nun eine Ladungsverschiebung in den Haaren.
