Elektrostatik, die zweite

Ein kleiner Rückblick

Mit jeder Unterrichtsstunde wird man mit neuen Fachbegriffen konfrontiert. Damit diese nicht komplett im stetig lernenden Kopf eines Physik-Schülers untergehen, haben wir uns zuerst mit dem Rückblick auf die Fachbegriffe der letzten Stunde beschäftigt:

• Influenz: Sie beschreibt die Beeinflussung elektrischer Ladungen innerhalb eines Leiters durch die Einwirkung eines elektrischen Feldes.

• Polarisation: Steht für die Ladungsverschiebung innerhalb eines nichtleitenden Materials durch Anlegen eines äußeren elektrischen Feldes.

• elektrische Ladung: Bezeichnet den Elektronenmangel- bzw. Überschuss. Ladung entsteht entweder durch Anhäufung oder Abgabe von Elektronen. Gleiche Ladungen stoßen sich ab, Ungleiche Ladungen ziehen sich an! Ladung kann auf verschiedene Weisen, am einfachsten aber durch Reibung erzeugt werden.

• Elektrischer Strom:  Eine elektrische Ladung hat das Bestreben sich auszugleichen. Daraus resultiert der elektrische Strom. Von Strom wird dann gesprochen, wenn die Elektronen oder Ionen eine gerichtete Bewegung ausführen. Elektrischer Strom kann nur fließen, wenn sich genügend freie und bewegliche Ladungen in zwei unterschiedlichen elektrischen Ladungen befinden.

• Kräfteparallelogramm: dient zur Bestimmung einer resultierenden Kraft aus zwei Kräften die in unterschiedliche Richtungen wirken.

Versuch zur Lade- und Entladeerscheinung

Zum besseren Verständnis der elektrischen Ladung haben wir einen Versuch durchgeführt.

Es werden gebraucht:

• Ein Bandgenerator
• Eine geerdete Metallkugel
• Ein Stück Watte

Aufbau und Durchführung:

1. Der Bandgenerator und die Metallkugel werden etwa 20cm von einander entfernt, auf gleicher höhe aufgestellt.

2. Nun wird der Bandgenerator eingeschaltet. Bis er betriebsbereit ist dauert es eine kurze Zeit.

3. Das Wattestück wird nun zwischen Bandgenerator und Metallkugel fallen gelassen.

Beobachtung und Erklärung:

Die Wattekugel pendelt zwischen dem Bandgenerator und der geerdeten Kugel hin und her.

Zu Beginn wird die Wattekugel von dem elektrisch aufgeladenem Bandgenerator angezogen und wird dann elektrisch aufgeladen. Da es nun gleicher Ladung wie der Bandgenerator ist, stoßen sich der Bandgenerator und die Wattekugel ab, so dass diese auf die geerdete Kugel geschleudert wird. Sobald die Watte die geerdete Kugel erreicht, gleicht sich die Ladung mit der geerdeten Kugel an. Nun wird Watte von dem elektrisch aufgeladenem Bandgenerator, der in der Nähe steht wieder angezogen. Dieser Vorgang wiederholt sich dann immer wieder.

Elektrische Feldlinien

In einem elektrischen Feld bilden sich zwischen zwei geladenen Körpern bestimmte Feldlinien. Diese Feldlinien stellen den Weg da, den Probeladungen von Körper A nach Körper B wandern würden. zwischen zwei Atomen bilden sich dafür gebogene Linien, je nach stärke der Ladung mehr oder weniger gestaucht. Das nachfolgende Bild veranschaulicht dies:

Die Linien bilden sich aus dem Kräfteparallelogramm der beiden wirkenden Kräfte, nämlich der abstoßenden und anziehenden Kraft. Die momentane Richtung der gezeigten Probeladung sieht man am schwarzen Pfeil.