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elektrotechnik_1:das_elektrostatische_feld [2022/03/12 19:27] – tfischer | elektrotechnik_1:das_elektrostatische_feld [2023/09/19 22:28] (aktuell) – mexleadmin | ||
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- | ====== 5. Das elektrostatische Feld ====== | + | ====== 5 Das elektrostatische Feld ====== |
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- Die Ladung $Q$ verursacht das Feld im Raum | - Die Ladung $Q$ verursacht das Feld im Raum | ||
- Die Ladung $q$ im Raum spürt eine Kraft als Wirkung des Feldes. | - Die Ladung $q$ im Raum spürt eine Kraft als Wirkung des Feldes. | ||
- | - Diese Unterscheidung wird in diesem Kapitel nochmals wichtig. \\ Auch bei der Elektrodynamik wird diese Unterscheidung deutlich: das Feld entspricht dort Photonen, also einer Wirkungsweitergabe mit der endlichen (Licht)geschwindigkeit $c$. | + | - Diese Unterscheidung wird in diesem Kapitel nochmals wichtig. \\ Auch bei der Elektrodynamik |
- Wie bei den physikalische Größen, gibt es verschieden-dimensionale Felder: | - Wie bei den physikalische Größen, gibt es verschieden-dimensionale Felder: | ||
- Bei einem **Skalarfeld** wird jedem Punkt im Raum eine einzelne Zahl zugeordnet. \\ z.B. | - Bei einem **Skalarfeld** wird jedem Punkt im Raum eine einzelne Zahl zugeordnet. \\ z.B. | ||
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- | Für eine Bewegung | + | Für eine Bewegung |
Für einen beliebige Richtung durch das Feld muss der Anteil des Weges betrachtet, welcher parallel zu den Feldlinien durchlaufen wurde. Dieser ergibt sich aus dem Winkel $\alpha$ zwischen $\vec{F}$ und $\vec{s}$: | Für einen beliebige Richtung durch das Feld muss der Anteil des Weges betrachtet, welcher parallel zu den Feldlinien durchlaufen wurde. Dieser ergibt sich aus dem Winkel $\alpha$ zwischen $\vec{F}$ und $\vec{s}$: | ||
\begin{align*} | \begin{align*} | ||
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Diese Formel soll nun auf beliebige Flächen und inhomogene Felder erweitert werden. | Diese Formel soll nun auf beliebige Flächen und inhomogene Felder erweitert werden. | ||
- | Wie auch bei dem Potential und anderen physikalischen Problemen soll hier wieder das Problem in kleinere Teilprobleme zerlegt, gelöst und dann aufsummiert werden. Dazu wird ein kleines Flächenelement $\Delta A = \Delta x \cdot \Delta y$ benötigt. Zusätzlich soll noch die Lage der Fläche im Raum berücksichtigt werden. Dies ist möglich wenn das Kreuzprodukt gewählt wird: $\Delta \vec{A} = \Delta \vec{x} \cdot \Delta \vec{y}$, da so die Flächennormale. Im Folgenden wird das Kreuzprodukt zur Rechnung relevant sein, wohl aber die Konsequenzen des Kreuzprodukts: | + | Wie auch bei dem Potential und anderen physikalischen Problemen soll hier wieder das Problem in kleinere Teilprobleme zerlegt, gelöst und dann aufsummiert werden. Dazu wird ein kleines Flächenelement $\Delta A = \Delta x \cdot \Delta y$ benötigt. Zusätzlich soll noch die Lage der Fläche im Raum berücksichtigt werden. Dies ist möglich wenn das Kreuzprodukt gewählt wird: $\Delta \vec{A} = \Delta \vec{x} \times \Delta \vec{y}$, da so die Flächennormale. Im Folgenden wird das Kreuzprodukt zur Rechnung relevant sein, wohl aber die Konsequenzen des Kreuzprodukts: |
* Der Betrag von $\Delta \vec{A}$ entspricht der Fläche $\Delta A$ | * Der Betrag von $\Delta \vec{A}$ entspricht der Fläche $\Delta A$ | ||
* Die Richtung von $\Delta \vec{A}$ steht senkrecht zur Fläche. | * Die Richtung von $\Delta \vec{A}$ steht senkrecht zur Fläche. |