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[PhyLabNutzer]

Hallo!

Die allgemeine Berechnung der elektrischen Feldstärke ergibt sich doch aus der Formel: E = F/Q und "anschaulich" aus dem Einbringen einer Probeladung Q in ein bestehendes elektrisches Feld E, auf das eine Kraft F ausgeübt wird. Je größer das elektrische Feld ist, desto mehr Kraft wird auf die eingebrachte Probeladung ausgeübt.

Soweit hatte ich das Thema verstanden.

Dann jedoch kam ich zur Berechnung der elektrischen Feldstärke im homogenen Feld eines Plattenkondensators.

Zu diesem habe ich einige Fragen:
In dem mir vorliegenden Buch steht eine Voraussetzung: Das Verhältnis des Abstandes der beiden Platten zueinander ist relativ klein zu der Fläche der Platten. UND: In diesem Fall seien Randeinflüsse vernachlässigbar klein, sodass zwischen den Platten überall die Größe und Richtung der Feldstärke gleich sei (=> als "homogen" angenommen werden kann).

Meine Frage dazu:
Heißt das also, dass ich bei einem großen Abstand (im Verhältnis zur Fläche der Platten) nicht mehr Berechnungen "zwischen" den Platten (=> im homogenen Feld) durchführen kann? Wie soll ich mir das vorstellen? Haben in diesem Fall die " äußeren Feldlinien" die Möglichkeit, "tiefer" zwischen die Platten "vorzudringen" und deswegen kann man die gleiche Größe der Feldstärke zwischen den Platten nicht mehr gewährleisten?

Das zweite Problem habe ich damit, dass ich nun nicht genau weiß, wie sich die Formeln unterscheiden, wenn es um die Berechnung der Feldstärke geht. Ich habe die "allgemeine" Formel zur Berechnung von Feldstärken mit E = F/Q. Nun jedoch habe ich zusätzlich eine "Sonderformel" für die Berechnung der Feldstärke des homogenen Feldes eines Plattenkondensators mit E = U/s (s ist Abstand).

Wenn ich nun in einer Aufgabe die Felstärke im homogenen Feld eines Plattenkondensators berechnen möchte, heißt das, dass ich BEIDE Formeln nehmen KÖNNTE? Oder MUSS ich, wenn ich diese Aufgabe lösen will, die "Sonderformel" wählen?

Wäre echt nett, wenn ihr antwortet!

[GvC]

E = F/Q ist die Definition der elektrischen Feldstärke (hergeleitet aus dem Coulombschen Gesetz). Dabei ist F die Kraft auf eine Probeladung, und Q ist diese Probeladung. Du kannst ein elektrisches Feld nur durch diese Kraft auf eine Probeladung nachweisen. Das Feld wäre aber auch ohne Probeladung vorhanden. Zur Berechnung der Feldstärke kannst Du diese Formel allerdings nur verwenden, wenn Du eine Probeladung im Feld hast und ihre Größe kennst und zusätzlich auch noch die (mechanische) Kraft auf diese Probeladung kennst. Im Allgemeinen kennst Du die aber nicht. Wie sollte man die auch messen? Mit ner Federwaage, die du an ein Elektron dranhängst?

Andererseits gibt es einen Zusammenhang zwischen elektrischer Feldstärke E und der Spannung U, nämlich

U = Integral E*ds

Im homogenen Feld ist E entlang einer Feldlinie konstant, sodass Du E als konstanten Faktor vor das Integralzeichen ziehen kannst. Damit ergibt sich dann

U = E*s
bzw.
E = U/s

Dabei ist U die an die Kondensatorplatten angelegte Spannung und s der Plattenabstand.

In der Realität ist das Feld zwischen den Platten eines Plattenkondensators allerdings niemals homogen, da die Feldlinien immer versuchen sich zur Seite hin auszudehnen. Das lässt sich durch die Tatsache begründen, dass Feldlinien immer senkrecht auf den Äquipotentiallinien (bzw. Äquipotentialflächen) stehen, metallische Oberflächen aber immer Äquipotentialflächen darstellen. Wenn Du Dir die Kanten eines endlichen Plattenkondensators mal stark vergrößert vorstellst, dann sind die Kanten sowas wie Bereiche mit sehr kleinem Radius, auf denen die Feldlinien senkrecht stehen, also nicht mehr parallel verlaufen, wie das bei einem homogenen Feld sein müsste. Man stellt isch den Plattenkondensator deshalb in idealisierter Weise immer als einen Ausschnitt aus einer unendlich ausgedehnten Anordnung vor. Wie gesagt, in der Realität gibt es sowas nicht, aber je größer die Plattenabmessungen im Vergleich zum Plattenabstand sind, dsto mehr nähert man sich dieser idealen Anordnung.

[Tessa2]

Hier noch ein Bildchen dazu: