Elektrische Feldstärke & Potenzial

Eine Doppelleitung besteht aus zwei zylindrischen Leitern mit dem Durchmesser , deren Achsen den Abstand aufweisen. Beide Leiter befinden sich innerhalb eines Fernzylinders mit dem Radius , dem das Potenzial zugeordnet wird. Im Gegensatz zum Radius der Fernkugel hat der Radius des Fernzylinders einen endlichen Wert.

a) Zunächst trage lediglich der Leiter 1, den wir koaxial zum Fernzylinder angeordnet annehmen, die Ladung Welches Potenzial hat der Punkt im Abstand von der Achse?

b) Im Folgenden trage lediglich der Leiter 2, den wir koaxial zum Fernzylinder angeordnet annehmen, die Ladung . Welches Potenzial hat der Punkt P im Abstand von der Achse?
c) Die beiden Leiter 1 und 2 werden jeweils um die Strecke versetzt. Das Potenzial ist dabei die Summe der in 1 ) und 2 ) berechneten Potenziale. Welches Potenzial hat der Punkt für und

d) Welches Potenzial hat der Punkt für und , wenn er auf der Oberfläche des Leiters 1 liegt, wo und ist?
e) Welches Potenzial hat der Punkt für und , wenn er auf der Oberfläche des Leiters 2 liegt, wo und ist?
f) Berechnen Sie mit der Spannung die Kapazität der Doppelleitung in Luft für die Permeabilitätszahl .

Ein gerades Drahtstück hat die Länge , den Durchmesser , den Widerstandswert und wird mit bestromt.

Gesucht sind:

1. Stromdichte
2. Feldstärke im Drahtinnern
3. Spezifischer Leitwert
4. Abstand der Äquipotentialflächen im Drahtinnern in Metern bei einem Spannungsunterschied von zwischen den Äquipotentialflächen
5. Potential in Funktion der Position bezüglich der Drahtlängsachse

1. Wie sehen die Feldlinien bei der untenstehenden Ladungs-Situation aus (grobe Skizze)? Verwenden Sie eine konstante, wählbare Feldliniendichte (Anzahl Feldlinien pro Umfang) auf der positiv geladenen Kugel.
2. Die Ladungen werden mit Wasser umgeben. Wie ändern sich die von Ihnen gezeichneten Feldlinien?

Eine Ladung von einer Million Elektronen wird in einem homogenen elektrischen Feld der Feldstärke um entgegen der Feldrichtung verschoben.

Wie groß ist die verrichtete Verschiebungsarbeit ?

In einem an der Spannung liegenden Plattenkondensator nach Bild befindet sich ein Körper geringer Ausdehnung mit der Masse der die positive Ladung trägt.Der Kondensator ist so angeordnet, dass das im Plattenraum vorhandene elektrische Feld von unten nach oben (gegen die Erdanziehung) gerichtet ist. Die Erdbeschleunigung beträgt der Plattenabstand

Wie groß muss die Spannung sein, damit der Körper im Raum schwebt?

In einer Elektronenröhre durchlaufen die Elektronen auf dem Weg von der Kathode zur Anode die Spannung .

1. Mit welcher Geschwindigkeit treffen sie auf die Anode auf, wenn ihre Anfangsgeschwindigkeit (beim Austritt aus der Kathode) vernachlässigt wird?

Die Masse eines Elektrons beträgt seine Ladung hat den Betrag As.

Die geschwindigkeitsbedingte Massenzunahme des Elektrons kann vernachlässigt werden.

Eine erste Punktladung sei von einer zweiten Punktladung entfernt. Alle für Ladungsneutralität erforderlichen weiteren Ladungen befinden sich weit entfernt von diesen beiden Ladungen und .

1. Skizzieren Sie an einigen Punkten in der Umgebung beider Ladungen die Feldstärkevektoren.
2.  Skizzieren Sie die Feldlinien der elektrischen Gesamtfeldstärke .
3. Wir betrachten nun das elektrische Feld in sehr großem Abstand von beiden Ladungen. Welche elektrische Feldstärke stellt sich in Luft bzw. Vakuum näherungsweise im Abstand ein?

Eine Punktladung befinde sich im Vakuum weit entfernt von anderen Ladungen (Hinweis: Nehmen Sie für alle Teilfragen an, dass sich die Ladung im Koordinatenursprung befindet).

1. Welche elektrische Flussdichte wirkt im Abstand (Betrag und Richtung)?
2. Wie groß ist die elektrische Feldstärke im Abstand (Betrag und Richtung)?
3. Welche Kraft wirkt im Abstand auf ein Elektron (Betrag und Richtung)?
4. Welche Spannung besteht zwischen dem Punkt bei und einem Punkt bei

Eine Leiterschleife mit dem Durchmesser wird von einem Gleichstrom durchflossen.

Berechnen Sie allgemein (d. h. mit Formelzeichen) die Feldstärke auf der Achse der Leiterschleife, die im Abstand von der Ebene der Leiterschleife entsteht. Die Leiter der Stromzuführung werden eng beieinander geführt, so dass sie zum Feld nichts beitragen.