Storyboard

Ein elektrisches Feld ist eine physikalische Eigenschaft des Raumes, die durch elektrische Ladungen erzeugt wird. Es beschreibt, wie eine Ladung eine andere auch aus der Ferne beeinflussen kann und an jedem Punkt eine Richtung und Intensität der Wechselwirkung festlegt. Wenn eine positive Ladung in einem Bereich platziert wird, in dem ein elektrisches Feld vorhanden ist, tendiert sie dazu, sich in Richtung des Feldes zu bewegen, während sich eine negative Ladung in die entgegengesetzte Richtung bewegt.

Das elektrische Feld ermöglicht es uns, elektrische Kräfte nicht als eine augenblickliche Wirkung zwischen einzelnen Objekten zu interpretieren, sondern als eine durch Ladungen erzeugte Raumveränderung. Auf diese Weise verändert eine Ladung die Umgebung um sie herum, und jede andere Ladung, die in diese Region eindringt, erfährt eine Kraft, die durch die lokalen Eigenschaften des Feldes bestimmt wird.

Elektrische Felder kommen in zahlreichen natürlichen und technischen Phänomenen vor. Sie sind an der Struktur von Atomen und Molekülen, an der elektrischen Leitung, am Betrieb von Schaltkreisen, Bildschirmen und elektronischen Geräten und sogar an biologischen Prozessen im Zusammenhang mit Zellmembranen und Nervenübertragung beteiligt.

>Modell

ID:(814, 'ky')

Beschreibung

Sobald Elektrisches Feld ($E$) bekannt ist, kann Elektrische Kraft ($F$), der auf Ladung ($q$) wirkt, berechnet werden mit:

$F = q E$

Variablen

$F$

Kraft mit konstanter Masse

$N$

$q$

Ladung, auf die die Kraft wirkt

$C$

$E$

Elektrisches Feld

$V/m$

ID:(3872, 'gm')

Beschreibung

Die Stärke von Elektrische Kraft ($F$), die zwischen zwei Ladungen erzeugt wird, dargestellt durch Test Ladung ($q$) und Ladung ($Q$), die sich in einem Abstand von Entfernung ($r$) befinden, wird mit Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) und Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) wie folgt berechnet:

Gleichung=1697

Mit der Definition des elektrischen Feldes als

Gleichung=15785

erhalten wird

Gleichung

ID:(11379, 'gm')

Beschreibung

Analog zur Berechnung des Skalars Elektrische Kraft ($F$) über Ladung ($q$) durch Multiplikation mit Elektrisches Feld ($E$):



Es ist möglich, diese Beziehung auf den dreidimensionalen Fall zu verallgemeinern, indem Elektrische Kraft ($\vec{F}$) als Produkt von Ladung ($q$) und dem elektrischen Vektorfeld Elektrisches Feld ($\vec{E}$) berechnet wird, sodass:

$\vec{F} = q \vec{E}$

Variablen

$\vec{F}$

Kraft

$N$

$q$

Test Ladung

$C$

$\vec{E}$

Elektrisches Feld

$V/m$

ID:(15811, 'gm')

Beschreibung

In einer eindimensionalen Welt ist das elektrische Feld auf einem Testpartikel gleich Elektrisches Feld ($\vec{E}$), erzeugt durch Ladung ($Q$), in einer Entfernung Entfernung ($r$) und der Richtung, die durch Versor ($\hat{n}$) reflektiert wird. Seine Größe kann mit Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) und Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) berechnet werden durch:

$\vec{E} =\displaystyle\frac{1}{4 \pi \cdot \epsilon_0 \cdot \epsilon }\displaystyle\frac{ Q }{ r ^2}\hat{n}$

Variablen

$r$

Radius

$m$

$\epsilon$

Dielektrizitätskonstante

$-$

$\hat{n}$

Versor

$-$

$Q$

Ladung

$C$

$q$

Ladung

$C$

$\vec{E}$

Elektrisches Feld

$V/m$

$\epsilon_0$

Elektrische Feldkonstante

8.854187e-12

$C^2/m^2N$

ID:(790, 'gm')

Beschreibung

Kraft ($\vec{F}$) auf Test Ladung ($q$) in Position ($\vec{r}$) hängen von Anzahl der Ladunegn ($N$) ab, berücksichtigt durch den Index $i$, dargestellt durch Ladung der Ionen i ($Q_i$) in Position einer Ladung i ($\vec{u}_i$). Mit den Parametern Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) und Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) kann dies wie folgt geschrieben werden:

Gleichung=10392

Mit der Definition von Elektrisches Feld ($\vec{E}$) gegeben durch

Gleichung=3724

Wir haben, dass das elektrische Feld eine Ladungsverteilung ist

Gleichung

ID:(3726, 'gm')

Beschreibung

Berechnungen

• Alternative Methode
• Traditionelle Methode
• Strategie
• 2D
• 3D

Gleichung

Zahl

Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

---

Symbol

Gleichung

Gelöst

Übersetzt

Berechnungen

Symbol

Gleichung

Gelöst

Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden

Variablen

$r$

r

Entfernung zwischen Ladungen

m

$\vec{r}$

&r

Position

m

$\vec{u}_i$

&u_i

Position einer Ladung i

m

$r$

r

Radius

m

$N$

N

Anzahl der Ladunegn

-

$\epsilon$

epsilon

Dielektrizitätskonstante

-

$\hat{n}$

&n

Versor

-

$\vec{F}$

&F

Kraft

N

$F$

F

Kraft mit konstanter Masse

N

$q$

q

Ladung

C

$Q$

Q

Ladung

C

$Q_i$

Q_i

Ladung der Ionen i

C

$q$

q

Ladung, auf die die Kraft wirkt

C

$q$

q

Test Ladung

C

$E$

E

Elektrisches Feld

V/m

$\vec{E}$

&E

Elektrisches Feld

V/m

$\epsilon_0$

epsilon_0

Elektrische Feldkonstante

C^2/m^2N

ID:(814, 0)