Kapazität und Induktivität: Unterschied zwischen den Versionen
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:<math>\vec B = \frac{\mu_0}{2\pi}\frac{I_0}{r}</math> wobei <math>\mu_0</math> = 4π x 10<sup>-7</sup> H/m die magnetische Feldkonstante ist. Der Abstand von der Körpermitte bis zum Punkt, an dem man die Feldstärke misst, wird hier mit ''r'' bezeichnet. |
:<math>\vec B = \frac{\mu_0}{2\pi}\frac{I_0}{r}</math> wobei <math>\mu_0</math> = 4π x 10<sup>-7</sup> H/m die magnetische Feldkonstante ist. Der Abstand von der Körpermitte bis zum Punkt, an dem man die Feldstärke misst, wird hier mit ''r'' bezeichnet. |
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| − | Das Produkt der beiden Feldkonstanten ist gleich dem Reziprokwert der Lichtgeschwindigkeit im Quadrat. In der Elektrizitätslehre ist die Lichtgeschwindigkeit eine universelle |
+ | Das Produkt der beiden Feldkonstanten ist gleich dem Reziprokwert der Lichtgeschwindigkeit im Quadrat. In der Elektrizitätslehre ist die Lichtgeschwindigkeit eine universelle Naturkonstante, was Einstein zu folgendem Postulat bewogen hat: die Lichtgeschwindigkeit ist in jedem Bezugssystem gleich gross. |
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| + | Ladung erzeugt ein elektrisches Feld und Strom erzeugt ein magnetisches Feld. Weil Strom und Ladung über die Bilanz miteinander verknüpft sind, bilden auch das elektrische und das magnetische Feld eine untrennbare Einheit, das elektromagnetische Feld. Dieses Feld ist wie die "Materie" ein eigenständiges physikalisches System, das Energie, Impuls, Drehimpuls und Entropie speichern und transportieren kann. |
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| + | Das elektrische Feld erzeugt eine Spannung, die im homogenen Feld wie folgt berechnet wird: die Spannung zwischen zwei Punkten ist gleich Feldstärke mal Abstand gemessen in Feldrichtung. Indem man das elektrische Feld mit dem Gravitationsfeld vergleicht, kann man diese Berechnungsformel gut verstehen |
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| + | :Gravitationsfeld <math>U_G = g\Delta h</math> |
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| + | :elektrisches Feld <math>U = E\Delta s</math> |
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| + | Die elektrische Spannung wird durch ein elektrisches Feld erzeugt, das wiederum von einer elektrischen Ladung aufgebaut wir. Deshalb wird der Drahl einer Hochspannungsleitung in einer fünfzigstel Sekunde einmal positiv und einmal negativ aufgeladen. Dabei entsteht ein starkes elektrisches Feld, das die umgebende Luftmoleküle oft sogar ionisieren kann. Energie wird aber erst transportiert, wenn gleichzeitig noch ein Strom durch den Leiter fliesst, der dann ein magnetisches Feld aufbaut. Nach den heutigen Vorstellungen wird die elektrische Energie nicht durch den Drahl sondern durch das elektromagnetischen Feld transportiert. |
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==Der Kondensator== |
==Der Kondensator== |
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Version vom 8. Oktober 2015, 19:26 Uhr
Lernziele
elektromagnetisches Feld
Elektrische Felder (Feldstärke E) und magnetische Felder (Feldstärke B) wirken mit einer Kraft FL auf elektrisch geladene Körper (Ladung Q) ein
- [math]\vec F_L = Q(\vec E + \vec v \times \vec B)[/math]
Das elektrische Feld beschleunigt einen geladenen Körper in (positive Ladung) oder gegen (negative Ladung) die Richtung des elektrischen Feldes. Die Kraftwirkung des Magnetfeldes steht normal zur Ebene, die von der Geschwindigkeit und der magnetischen Feldstärke aufgespannt wird. Bewegt sich der Körper parallel zu den magnetischen Feldvektoren (Feldlinien), wirkt keine Kraft.
Ein kleiner, geladener Körper mit der elektrischen Ladung Q0 erzeugt ein radialsymmetrisches Feld der Stärke
- [math]\vec E = \frac{1}{4\pi\epsilon_0}\frac{Q_0}{r^2}[/math] wobei [math]\epsilon_0[/math] = 8.854 x 10-12 F/m die elektrische Feldkonstante ist. Der Abstand von der Körpermitte bis zum Punkt, an dem man die Feldstärke misst, wird hier mit r bezeichnet.
Ein gerader stromdurchflossener Draht (Stromstärke I0) erzeugt ein magnetisches Wirbelfeld, d.h.die magnetischen Feldlinien bilden konzentrische Kreise um den Draht herum, wobei die Orientierung der Feldstärkevektoren B der rechten-Hand-Regel gehorcht. Die Stärke des Magnetfeldes nicmmt umgekehrt proportional mit dem Abstand zum sehr langen Draht ab
- [math]\vec B = \frac{\mu_0}{2\pi}\frac{I_0}{r}[/math] wobei [math]\mu_0[/math] = 4π x 10-7 H/m die magnetische Feldkonstante ist. Der Abstand von der Körpermitte bis zum Punkt, an dem man die Feldstärke misst, wird hier mit r bezeichnet.
Das Produkt der beiden Feldkonstanten ist gleich dem Reziprokwert der Lichtgeschwindigkeit im Quadrat. In der Elektrizitätslehre ist die Lichtgeschwindigkeit eine universelle Naturkonstante, was Einstein zu folgendem Postulat bewogen hat: die Lichtgeschwindigkeit ist in jedem Bezugssystem gleich gross.
Ladung erzeugt ein elektrisches Feld und Strom erzeugt ein magnetisches Feld. Weil Strom und Ladung über die Bilanz miteinander verknüpft sind, bilden auch das elektrische und das magnetische Feld eine untrennbare Einheit, das elektromagnetische Feld. Dieses Feld ist wie die "Materie" ein eigenständiges physikalisches System, das Energie, Impuls, Drehimpuls und Entropie speichern und transportieren kann.
Das elektrische Feld erzeugt eine Spannung, die im homogenen Feld wie folgt berechnet wird: die Spannung zwischen zwei Punkten ist gleich Feldstärke mal Abstand gemessen in Feldrichtung. Indem man das elektrische Feld mit dem Gravitationsfeld vergleicht, kann man diese Berechnungsformel gut verstehen
- Gravitationsfeld [math]U_G = g\Delta h[/math]
- elektrisches Feld [math]U = E\Delta s[/math]
Die elektrische Spannung wird durch ein elektrisches Feld erzeugt, das wiederum von einer elektrischen Ladung aufgebaut wir. Deshalb wird der Drahl einer Hochspannungsleitung in einer fünfzigstel Sekunde einmal positiv und einmal negativ aufgeladen. Dabei entsteht ein starkes elektrisches Feld, das die umgebende Luftmoleküle oft sogar ionisieren kann. Energie wird aber erst transportiert, wenn gleichzeitig noch ein Strom durch den Leiter fliesst, der dann ein magnetisches Feld aufbaut. Nach den heutigen Vorstellungen wird die elektrische Energie nicht durch den Drahl sondern durch das elektromagnetischen Feld transportiert.