Elektrische Feldstärke Kugeloberfläche

Dieses Thema im Forum "Elektrotechnik" wurde erstellt von Mauti19861, 16 Jan. 2013.

  1. Moin!
    Ich habe Probleme mit folgender Aufgabe und komme nicht mehr weiter.

    Gegeben : Metallkugel (r=15cm) ; Ladung Q=10^(-:cool: As Medium: Vakuum

    1: Berechnen sie die elektrische Feldstärke der Kugeloberfläche.
    2: Berechnen sie die Kraft auf einen Punkt welcher 15 cm entfernt ist, mit Betrag und Richtung.
    3: Welche Arbeit muss man aufbringen um den Punkt von der Stelle r=15 cm bis ins Unendliche zu bringen?


    Zu 1 : Hier habe ich die Formel E= Q/ (4*pi*r^2*εo)
    Zu 2: Hier habe ich die Formel F=E*Q verwendet. Aussagen über die Richtung konnte ich nicht treffen.
    Zu 3: Keine Ahnung.

    Kann jemand helfen?
    mfg
     
  2. AW: Elektrische Feldstärke Kugeloberfläche

    Da ein Punkt keine Ladung besitzt, wirkt keine Kraft auf ihn und die Energie um in ins Unendliche zu bewegen ist Null.
    Vorausgesetzt, man könnte einen Punkt überhaupt bewegen - geht das denn ?
     
  3. AW: Elektrische Feldstärke Kugeloberfläche

    Entschuldigung, es sollte Elektron sein und nicht Punkt. Bin schon den ganzen Tag mit E-technik am nachholen und scheinbar etwas durcheinander.


    Edit:
    1: Berechnen sie die elektrische Feldstärke der Kugeloberfläche.
    2: Berechnen sie die Kraft auf eine Elektron welcher 15 cm entfernt ist, mit Betrag und Richtung.
    3: Welche Arbeit muss man aufbringen um den Elektron von der Stelle r=15 cm bis ins Unendliche zu bringen?
     
  4. AW: Elektrische Feldstärke Kugeloberfläche

    1) würde ich auch so berechnen.

    2) Kraft auf der Kugel auf Elementarladung - sollte ja kein Problem sein

    Keine Richtung? Na bitte : Nehmen wir mal an, die Kugel wäre mit Elektronen geladen - was macht da ein weiteres Elektron, das man mit einer antimateriellen Pinzette dort drauflegen will ?

    3) Kraftfunktion in Abhängigkeit vom Abstand der Kugeloberfläche aufstellen und von Kugeloberfläche bis Unendlich nach dem Weg integrieren.
     
  5. AW: Elektrische Feldstärke Kugeloberfläche

    Danke. Das hat mir sehr geholfen.
     
  6. AW: Elektrische Feldstärke Kugeloberfläche

    Nur zur Erinnerung: Die Kugel trägt laut Aufgabenstellung eine positive Ladung, da sind also keine Überschusselektronen drauf.

    Es besteht also eine anziehende Kraft zwischen Kugel und Elektron, demzufolge muss Arbeit aufgebracht werden, um das Elektron ins Unendliche zu befördern. Die Arbeit ist nach Energieerhaltungssatz gleich der potentiellen Energie des Elektrons gegenüber dem Unendlichen.

    W=e\cdot\varphi

    mit

    \varphi=\frac{Q}{\4\cdot\pi\cdot\epsilon_0\cdot r_p

    mit

    Q=Kugelladung

    r_p=Abstand des Punktes P vom Kugelmittelpunkt (30cm)
     
  7. AW: Elektrische Feldstärke Kugeloberfläche

    Danke für die Dealzheimerisierung - aber wo bitte steht das im Thread ?
     
  8. AW: Elektrische Feldstärke Kugeloberfläche

    Wenn die Kugel negativ geladen wäre, würde da stehen:

    Gegeben : Metallkugel (r=15cm) ; Ladung Q=-10^(-:cool: As Medium: Vakuum
     
  9. AW: Elektrische Feldstärke Kugeloberfläche

    Ja, e ist die Elementarladung.

    Das ist aber komisch. Die Ladung hat die Einheit As, das Potential die Einheit V. Demzufoge

    [W]=As\cdot V=Ws=J=Nm

    Zum Nachweis der Einheit V für das Potential, setze die Einheiten in die Potentialgleichung ein:

    [\varphi]=\frac{[Q]}{[\epsilon_0]\cdot [r]}=\frac{As}{\frac{As}{V\cdot m}\cdot m}=\frac{As\cdot V}{As}=V

    Vermutlich hast Du anstelle der Potentialgleichung die Gleichung für die Feldstärke genommen. Das geht natürlich nicht!
     

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