MINT lernen

Elektrische Felder

Hier sicherst du das Fundament: Größen, Einheiten und Formeln zu elektrischen Feldern und Kondensatoren direkt anwenden.

0 Aufgaben

Hier trainierst du die Grundlagen zum Abrufen: Größen, Einheiten und das direkte Einsetzen in eine Formel. Jede Aufgabe ist in einem Schritt lösbar. Trag dein Ergebnis ein und prüfe es — bei Bedarf helfen dir die gestuften Tipps. Das entspricht dem Anforderungsbereich I (Reproduzieren) im Abitur.

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Begriffe und Einheiten

Reproduzieren · Abrufen aus dem Gedächtnis
Auf einen Blick — Größen des elektrischen Feldes
GrößeFormelzeichenEinheitDefinition / Formel
Elektrische Feldstärke\(E\)\([E]=\mathrm{\frac{V}{m}}=\mathrm{\frac{N}{C}}\)\(E=\dfrac{F}{q}\) — im Plattenkondensator \(E=\dfrac{U}{d}\)
Kraft auf Ladung\(F\)\([F]=\mathrm{N}\)\(F=q\cdot E\)
Energie\(W\)\([W]=\mathrm{J}\)\(W=q\cdot U\)
Kapazität\(C\)\([C]=\mathrm{F}=\mathrm{\frac{C}{V}}\)\(C=\dfrac{Q}{U}\)
Energie im Kondensator\(W\)\([W]=\mathrm{J}\)\(W=\tfrac{1}{2}\,C\,U^{2}\)
1Bedeutung der FeldstärkeAFB I

Geben Sie an, was die elektrische Feldstärke \(E\) an einem Punkt beschreibt und welche Einheit sie hat.

Musterlösung anzeigen

Die Feldstärke \(E=\dfrac{F}{q}\) gibt die Kraft pro Ladung an, die auf eine kleine positive Probeladung am betrachteten Ort wirkt. Sie ist ein Vektor (Betrag und Richtung). Einheit: \(\mathrm{1\,\tfrac{V}{m}=1\,\tfrac{N}{C}}\).

2Feldlinien — drei RegelnAFB I

Geben Sie drei Eigenschaften elektrischer Feldlinien an.

Musterlösung anzeigen
  • Sie zeigen von Plus nach Minus (Richtung der Kraft auf eine positive Probeladung).
  • Sie schneiden sich nie (das Feld hat an jedem Ort genau eine Richtung).
  • Ihre Dichte ist ein Maß für die Feldstärke — dicht = starkes Feld. Im homogenen Feld sind sie parallel und gleich dicht.
2

Feldstärke und Kraft im Plattenkondensator

Direktes Einsetzen — ein Rechenschritt
3Feldstärke aus Spannung und AbstandAFB I

Gegeben: Plattenabstand \(d=6{,}0\,\mathrm{cm}\), Spannung \(U=240\,\mathrm{V}\).

Berechnen Sie die Feldstärke \(E\) im homogenen Feld zwischen den Platten.

\(\mathrm{\frac{V}{m}}\)
Im homogenen Feld gilt \(E=\dfrac{U}{d}\). Wandle den Abstand zuerst in Meter um: \(6{,}0\,\mathrm{cm}=0{,}06\,\mathrm{m}\).
\(E=\dfrac{U}{d}=\dfrac{240\,\mathrm{V}}{0{,}06\,\mathrm{m}}=4000\,\mathrm{\tfrac{V}{m}}\).
3

Energie und Spannung

Energie einer Ladung im Feld
4

Kondensator: Ladung und Kapazität

Kapazität, Ladung und gespeicherte Energie