Feldgrößen

Die Enden eines metallenen Leiters (mit konstantem Querschnitt) sollen an eine Spannungsquelle mit angeschlossen werden. Dabei soll im Leiter eine Stromdichte von auftreten. Der spezifische Widerstand des Leitermaterials beträgt .

Welche Leiterlänge ist erforderlich?

Bei einem stromführenden Kupferleiter (mit konstantem Querschnitt) besteht zwischen zwei voneinander entfernt liegenden Punkten die elektrische Spannung . Die Leitfähigkeit des Materials beträgt .
Welche Stromdichte herrscht im Leiter?

In einem Leiter (mit konstantem Querschnitt) der Länge soll die Stromdichte den Wert annehmen. Der spezifische Widerstand des Leitermaterials beträgt .

Welche Spannung muss zwischen den Leiterenden herrschen?

In einem Leiter (mit konstantem Querschnitt) der Länge soll die Stromdichte den Wert annehmen. Der spezifische Widerstand des Leitermaterials beträgt .

Welche Spannung muss zwischen den Leiterenden herrschen?

Zwischen zwei dünnwandigen Metall-Hohlkugeln nach Bild a mit den Radien und befindet sich ein Material mit der Leitfähigkeit Die beiden Hohlkugeln sind mit einer Stromquelle verbunden, die den Strom mA liefert.

Welche elektrische Spannung besteht zwischen den Kugeln?

Elektrisches Strömungsfeld zwischen zwei konzentrisch angeordneten Metall-Hohlkugeln.
a) Gegebene Anordnung,
b) Verlauf der Strömungslinien

Zwischen zwei quadratischen Metallplatten befindet sich ein würfelförmiges Leitermaterial mit der ortsabhängigen Leitfähigkeit . Die Größen und sind bekannt.

An die Klemmen A und B wird nun die Spannung angelegt. Bestimmen Sie
a) die elektrische Feldstärke im Leitermaterial,
b) die Stromdichte im Leitermaterial,
c) den Strom .
d) die Energie , die innerhalb der Zeitspanne in Wärme umgewandelt wird.

Ein Halbkugelerder mit den Radius besteht aus sehr gut leitfähigem Material . Er ist mit einem Blitzableiter verbunden, der für Stromstärken bis zu ist. Die Luft ist nichtleitend, die Leitfähigkeit des umgebenden Erdreichs beträgt .

In der Nähe des Erders befinden sich zwei Personen. Die Füße von Person eins befinden sich im Abstand von vom Mittelpunkt des Erders; der linke Fuß von Person zwei befindet sich im Abstand , der rechte im Abstand jeweils vom Mittelpunkt der Erders.

a) Skizzieren Sie die elektrischen Feldlinien und die Äquipotentialfächen des sich ausbildenden elektrischen Strömungsfeldes.

b) Berechnen Sie die für die beiden Personen auftretenden Schrittspannungen in Abhängigkeit von den gegebenen Größen.