In der heutigen Folge geht es zunächst einmal wieder ganz weit zurück. Es geht um das elektrische Feld.
In einer der ersten Folgen, als es um die elektrische Spannung ging, war schon einmal vom elektrischen Feld die Rede.
Das elektrische Feld ist die Grundlage für die Funktionsweise eines Kondensators, um den es in den nächsten Folgengehen wird. Bevor wir uns also mit Kondensatoren beschäftigen, gucken wir uns daher zunächst einmal das elektrische Feld an.
Das elektrische Feld
Ein elektrisches Feld entsteht immer dann wenn man einen oder mehrere Ladungsträger betrachtet.
Bringt man nämlich einen elektrisch geladenen Testkörper in die Nähe eines Ladungsträgers wird dieser Testkörper je nach Polarität abgestoßen oder angezogen.
Es wirkt also eine Kraft F auf diesen Testkörper. Die Kraft F bezogen auf die Größe der Testladung ist das elektrische Feld, das durch die anderen Ladungsträger erzeugt wird.
Definiert ist also das elektrische Feld als Kraft pro Ladung, bzw. E = F / q.
In einem homogenen elektrischen Feld ist das elektrische Feld konstant.
In der Nähe der Protonen wird eine positive Testladung stärker abgestoßen, dafür aber von den Elektronen schwächer angezogen.
In der Nähe von Elektronen ist die anziehende Kraft der Elektronen stärker, die abstoßende Kraft der Protonen dafür aber entsprechend schwächer.
Ein Elektron, das durch ein elektrisches Feld bewegt wird, durchläuft verschiedene Potentiale. Die Differenz zwischen zwei Potentialen ist die elektrische Spannung.
Wenn man beispielsweise am unteren Punkt eines Plattenkondensators das Potential 0 definiert, dann erhält man die elektrische Spannung zwischen den Kondensatorplatten, indem man das elektrische Feld über den gesamten Abstand durchwandert.
Die elektrische Spannung ist als das elektrische Feld mal dem Abstand. U = E x d.
Geht man von einer von außen angelegten Spannung aus, dann erhält man das elektrische Feld aus der elektrischen Spannung geteilt durch den Abstand.
Also: E = U /d
Angewendet wird diese Eigenschaft zum Beispiel beim Duspol. Durch das elektrische Feld eines Leiters kann so mit einem kapazitiven Verfahren berührungslos ermittelt werden, ob an einem Leiter eine Wechselspannung anliegt oder nicht.
Eine detaillierte Beschreibung des elektrischen Feldes findest Du auch im Artikel zu den Maxwell Gleichungen.
Das Video zum elektrischen Feld
Und nun das ganze einmal wie gewohnt im Video:
In der nächsten Folge geht es um die Kapazität eines Kondensators.