Elektrostatik in Bildern
Alle Materie besteht aus Atomen. Ein Atom besteht aus einem Kern, um den sich Elektronen drehen. Der Kern ist positiv geladen und die Elektronen sind negativ geladen.
Atome können unter dem Einfluss äußerer Kräfte Elektronen verlieren oder aufnehmen. Solche Atome nennt man Ionen. Ein Elektron, das sich außerhalb der Umlaufbahn bewegt und nicht den Gravitationskräften des Atomkerns ausgesetzt ist, wird als freies Elektron bezeichnet.
Eine Muschel, die mit einem Stück Wolle gerieben wird, lädt sich elektrisch auf.
Ein elektrisches Feld ist eine besondere Art von Materie, die sich von Materie unterscheidet und durch die die Wirkung einiger geladener Körper auf andere übertragen wird.
Coulomb-Gesetz
Die Wechselwirkungskraft zwischen zwei elektrischen Punktladungen ist direkt proportional zum Produkt der Größen dieser Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen.
Elektrische Feldstärke
Die Kraft, die an einem bestimmten Punkt im Feld auf eine stationäre positive Ladung wirkt, wird elektrische Feldstärke genannt.
Die Feldstärke wird neben der Größe durch die Richtung charakterisiert.
Die Spannungsrichtung stimmt mit der Richtung der auf die positive Ladung wirkenden Kraft überein und verläuft immer tangential zur Spannungslinie.
Die Arbeit, die Ladung von einem Punkt zum anderen zu bewegen, hängt nicht von der Form der Bahn ab, sondern nur von der Position dieser Punkte.
Das elektrische Potenzial an einem bestimmten Punkt im Feld ist numerisch gleich der Arbeit, die geleistet wird, um eine positive Einheitsladung außerhalb des Feldes an diesem Punkt einzuführen.
Die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten in einem elektrischen Feld wird Spannung genannt. Die Einheit des Potenzials und der Potenzialdifferenz ist das Volt.
Wenn die Ladungen im Gleichgewicht sind, also keine Bewegung stattfindet, befinden sich die Ladungen des Leiters (Elektronen) aufgrund der Wirkung gegenseitiger Abstoßungskräfte auf seiner Außenfläche.
Wenn elektrischer Leiter, in zwei Teile geteilt, dann wird ein Teil positiv geladen und der andere negativ geladen. Dies ist auf die Anwesenheit freier Elektronen zurückzuführen.
Die Ladungsdichte hängt von der Krümmung der Oberfläche des Leiters ab: Je stärker die Krümmung der Oberfläche ist, desto größer ist die Ladungsdichte. Insbesondere in der Nähe von scharfen Vorsprüngen nimmt die Ladungsdichte zu.
Unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes werden die Ladungen von Atomen und Molekülen entlang des Feldes ausgerichtet. Auf der einen Seite des Dielektrikums entstehen überwiegend positive Ladungen und auf der anderen Seite negative Ladungen. Dieser Vorgang wird Polarisation genannt.
Wenn das Dielektrikum in zwei Teile geteilt ist, befinden sich auf den Oberflächen beider Teile im Gegensatz zu einem Leiter Ladungen beider Vorzeichen.
Die Fähigkeit von durch ein Dielektrikum getrennten Leitern, elektrische Ladung zu speichern, wird als elektrische Kapazität bezeichnet.
Zwei voneinander isolierte und nahe beieinander liegende Leiter bilden einen Kondensator.
Die Abhängigkeit der Kapazität des Kondensators von der Größe der Platten und dem Abstand zwischen ihnen
Parallelschaltung von Kondensatoren
Reihenschaltung von Kondensatoren
Feste Kondensatoren
Variable Kondensatoren
