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Coulombsches Gesetz
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Das Coulombsche Gesetz beschreibt die elektrische Kraft, die zwischen zwei elektrischen Ladungen herrscht. Es stellt fest, dass sich Ladungen mit demselben Vorzeichen abstoßen, während Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen sich anziehen, und bestimmt so die grundlegende Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen.
Die Stärke dieser Kraft hängt von der Größe der Ladungen und dem Abstand zwischen ihnen ab. Höhere Ladungen erzeugen intensivere Wechselwirkungen, während die Kräfte mit zunehmendem Abstand schnell abnehmen. Dieser Zusammenhang ermöglicht es uns zu verstehen, wie sich Ladungen auch ohne direkten Kontakt gegenseitig beeinflussen.
Das Coulombsche Gesetz stellt eine der Grundlagen des Elektromagnetismus dar und ermöglicht uns die Erklärung zahlreicher physikalischer und technischer Phänomene. Daraus werden Konzepte wie elektrisches Feld, elektrisches Potenzial und Verhalten leitfähiger und isolierender Materialien sowie Anwendungen in der Elektronik, Chemie und Atomphysik entwickelt.
ID:(1497, 'ky')
Skalares Coulombsches Gesetz
Beschreibung
Wenn nur zwei Ladungen vorhanden sind, wirkt Elektrische Kraft ($F$) in die gleiche Richtung wie Radius ($r$), das Ladung ($q$) und Ladung ($Q$) verbindet, sodass das Problem nur in dieser Richtung analysiert und als eindimensionales System behandelt werden kann.
Auf diese Weise erhält man eine skalare Version des Coulombschen Gesetzes:
 $F = \displaystyle\frac{1}{4\pi \cdot \epsilon_0 \cdot \epsilon }\displaystyle\frac{ q \cdot Q }{ r ^2}$
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ID:(1697, 'gm')
Vektor-Coulombsches Gesetz
Beschreibung
Wenn sich eine der Ladungen in einem Winkel zum Position ($\vec{r}$) bewegt, der Ladung ($q$) und Ladung ($Q$) verbindet, reicht es nicht mehr aus, mit dem Coulombschen Gesetz in Skalarform zu arbeiten. In diesem Fall hängt Elektrische Kraft ($\vec{F}$) nicht nur von der Größe von Radius ($r$) ab, sondern auch von seiner Adresse, die durch Versor ($\hat{n}$) definiert ist:
Aus diesem Grund wird das Coulombsche Gesetz in seiner allgemeinen Form als Vektorgleichung ausgedrückt, wodurch Größe und Richtung der elektrischen Kraft gleichzeitig beschrieben werden können:
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$\vec{F} =\displaystyle\frac{1}{4 \pi \cdot \epsilon_0 \cdot \epsilon }\displaystyle\frac{ q \cdot Q }{ r ^2} \hat{n}$
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Dieser Ausdruck enthält Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$), was der in der ursprünglichen Formulierung eingeführten Konstante entspricht, und auch Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$), das die Berücksichtigung der Eigenschaften des Mediums ermöglicht, wenn sich die Ladungen nicht im Vakuum befinden.
ID:(15773, 'gm')
Entfernung
Beschreibung
Entfernung ($r$) stellt den Abstand zwischen Position 1 ($\vec{s}_1$) und Position 2 ($\vec{s}_2$) dar, der wie folgt ausgedr ckt werden kann:
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$r =| \vec{s}_2 - \vec{s}_1 |$
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ID:(10390, 'gm')
Versor des Coulombschen Gesetzes
Beschreibung
Versor ($\hat{n}$) entlang der Entfernung zwischen Position 1 ($\vec{s}_1$) und Position 2 ($\vec{s}_2$) kann mithilfe der folgenden Formel berechnet werden:
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$\hat{n} =\displaystyle\frac{( \vec{s}_2 - \vec{s}_1 )}{| \vec{s}_2 - \vec{s}_1 |}$
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ID:(10391, 'gm')
Coulombsches Gesetz mit Ortsvektoren
Beschreibung
Die Stärke von Elektrische Kraft ($F$), die zwischen zwei Ladungen erzeugt wird, dargestellt durch Test Ladung ($q$) und Ladung ($Q$), getrennt durch einen Abstand Entfernung ($r$) und entsprechend der durch Versor radial (versor) ($\hat{r}$) angegebenen Richtung ausgerichtet, wird mit Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) und Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) wie folgt berechnet:
Da sowohl Entfernung ($r$) als auch Versor radial (versor) ($\hat{r}$) als Funktion von Position 1 ($\vec{s}_1$) und Position 2 ($\vec{s}_2$) ausgedrückt werden können, verwenden Sie:
und
Die elektrische Kraft kann schließlich wie folgt geschrieben werden:
ID:(15772, 'gm')
Coulombsches Gesetz
Beschreibung
Berechnungen
zu 
,
dann die Variable auswählen: 
zu 
Berechnungen
Variable
Gegeben
Berechnen
Ziel :
Gleichung
Zu verwenden
Variablen
ID:(1497, 0)
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile