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elektrische Feldstärke

elektrische Feldstärke berechnen

Hier können Sie ganz einfach die elektrische Feldstärke berechnen lassen. Geben Sie dazu einfach nur die Kraft und die Ladung an.

Kraft [N]  
Ladung [C]  



Häufig gestellte Fragen

Beispielberechnung zur elektrischen Feldstärke

Unter einer Überlandleitung wird eine Feldstärke von 500 N / C gemessen. Wie groß ist die auf eine Probeladung von 0,1 C wirkende Kraft? Durch Umstellung der oben genannten Formel lässt sich die Aufgabe einfach lösen:

F = E * q

= 500 N / C * 0,1 C

= 50 N

 

Was versteht man unter der elektrischen Feldstärke?

Die elektrische Feldstärke ist eine Größe aus einem Teilgebiet der Physik, der Elektrostatik. Sie gibt an, inwieweit ein elektrisches Feld in der Lage ist, Kräfte auf in diesem Feld befindliche Ladungen auszuüben. Die elektrische Feldstärke ist eine Vektorgröße, da sie neben der Stärke eines elektrischen Feldes auch dessen Richtung beschreibt. Das Formelzeichen E wird deshalb allgemein durch einen darüberstehenden, nach rechts zeigenden Pfeil als Vektor gekennzeichnet.

 

Wie berechnet man die elektrische Feldstärke?

Die elektrische Feldstärke wird immer punktuell berechnet, da die Kraft an verschiedenen Punkten des elektrischen Feldes unterschiedlich groß und unterschiedlich gerichtet sein kann. Dies bedeutet, es wird jeweils die auf eine einzelne Ladung wirkende Kraft zur Berechnung herangezogen:

E = F / q

F … Kraft in N

q … Probeladung in C

Die Angabe der elektrischen Feldstärke erfolgt in Newton pro Coulomb, kurz N/C. Alternativ wird auch die Einheit Volt pro Meter (V/m) genutzt.

Zur Visualisierung des elektrischen Feldes wird für jede einzelne Ladung (oder einen repräsentativ verteilten Anteil von Ladungen) zwischen den Polen des elektrischen Feldes eine sogenannte Feldlinie eingezeichnet, die von positiven zu negativen Ladungen gerichtet ist. Die Dichte der Feldlinien (also der Abstand von einer Feldlinie zur anderen) repräsentiert dabei den Betrag der Feldstärke im betrachteten Bereich.

 

Wofür ist die Berechnung der elektrischen Feldstärke wichtig?

Elektrische Felder werden oftmals in fertigungstechnischen Prozessen eingesetzt. Als Beispiel dafür lässt sich das heute von vielen Fahrzeugherstellern benutzte Verfahren der elektrostatischen Lackierung eingesetzt. Dabei wird die zu lackierende Fläche negativ aufgeladen und die aufzubringenden Lackpartikelchen positiv. Die Kräfte des elektrischen Feldes sorgen dann dafür, dass sich die Lackpartikelchen nur auf der zu lackierenden Oberfläche absetzen und nur zu einem geringen Teil in der Umgebung. Das spart zum einen Lack und gewährleistet zum anderen, dass die Lackpartikel auch an mit herkömmlichen Verfahren nur schwer zugänglichen Stellen aufgebracht werden.

Die richtige Dimensionierung des elektrischen Felds bestimmt dabei die Güte der Lackierung, also vor allem die gleichmäßige Verteilung des Lackes auf der Oberfläche.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel sind Staubfilter in industriellen Umgebungen. Die durch einen Kamin strömende Luft wird dabei negativ aufgeladen und die enthaltenen – ebenfalls negativ geladenen – Staubpartikel werden mithilfe einer positiv geladenen Elektrode „herausgezogen“. Die Festlegung der notwendigen Feldstärke bestimmt dabei die Partikelgröße, die mit dieser Methode herausgefiltert werden kann.

 



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