Kräfte zwischen Ladungen

Kräfte zwischen Ladungen
Physik Klasse 8

Elektrostatisches Grundgesetz

Warum kleben beim Kämmen die Haare an dem Kamm? Dies werde ich in diesem Beitrag erklären.

Versuch:

Wir hängen Stäbe aus Kunststoff oder Plexiglas so auf, dass sie sich drehen können. Damit demonstrieren wir das elektrostatische Grundgesetz. Der mit Wolle negativ geladene Kunststoff stößt andere negativ geladene Kunstoffstäbe ab. Aber er zieht positiv geladene Plexiglasstäbe an.

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Elektrostatisches Grundgesetz:

Gleichnamige elektrische Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige elektrische Ladungen ziehen sich an.

Gibt es ein Messgerät um elektrische Ladungen nachzuweisen?

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Das Elektroskop beruht auf dem elektrischem Kraftgesetz

In einem Metallgehäuse ist isoliert ein Metallstab eingeführt. An diesem ist ein leicht beweglicher Metallzeiger angebracht. Wenn wir Ladung aufbringen, so verteilt diese sich gleichmäßig über Metallstab und Zeiger. Je nach Menge der aufgebrachten Ladung schlägt der Zeiger dann aus, da gleiche Ladungen sich abstoßen.
So lässt sich mit dem Elektroskop  Ladung messen.

Zusammenfassung:

Man kennt zwei Arten von Elektrizität, positive und negative. Wenn man Elektrizität als Ladung auf einen Metallkörper bringt, so verteilt sie sich auf diesem, weil er leitet. Dagegen sitzt auf Isolatoren aufgebrachte Elektrizität ziemlich fest.
Also sehen wir: Zwischen elektrisch geladenen Körpern wirken Kräfte:
Gleichnamig geladene Körper stoßen sich ab, ungleichnamig geladene ziehen sich dagegen an.
Dies ist ähnlich wie bei Magneten.

Elektrizität im Ruhezustand

Elektrische Ladung, elektrische Kräfte

Träger der elektrischen Ladungen sind die Elektronen und der Atomkern.
Dabei unterscheiden wir zwei Ladungsarten:
Negative Ladung ist Elektronenladung.
Positive Ladung dagegen ist Kernladung.

Normalerweise befinden sich alle Gegenstände im Ladungsgleichgewicht. Dann sagen wir, sie sind ungeladen.

Wenn wir einen Kunststoffstab mit Wolle reiben, hemmen wir die Ladung. Das nennt man Ladungstrennung. Der Stab wird elektrisch negativ geladen (Elektronenüberschuss).
Wenn wir dagegen Plexiglas mit Watte reiben, so erfolgt ebenfalls eine Ladungstrennung. Doch in diesem Fall zeigt der Stab positive Ladung (Elektronenmangel).

Auf Kunststoff oder Plexiglas sind die Ladungen unbeweglich, sie können sich an einem bestimmten Ort befinden. Bringt man hingegen elektrische Ladung auf Metallteile, z.B. eine Metallkugel, so verteilt die Ladung sich gleichmäßig über den gesamten Körper.

Auf Isolatoren ist elektrische Ladung unbeweglich, auf elektrischen Leitern ist elektrische Ladung dagegen beweglich.

Zwischen elektrischen Ladungen wirken Kräfte. Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige Ladungen ziehen sich an.

Mit einem Elektroskop können wir nachweisen ob ein Körper geladen ist.

Ladungstrennung

Elektrizität kann nicht erzeugt werden, sie entsteht durch Ladungstrennung. Das heißt, alle Körper tragen förmlich die Elektrizität in sich. In einem neutralen Körper befinden sich beide Arten Elektrizität in gleicher Menge (Atomaufbau). Elektrizität ist in den Atomen aller Stoffe enthalten. Die Atomkerne sind positiv, die Elektronen in der Atomhülle negativ geladen. Normalerweise gleichen sich die beiden Ladungen aus, die Atome sind neutral. In Isolatoren sind sowohl die Atome als auch die Elektronen ortsfest. In Leitern gibt es bewegliche Elektronen. Werden Elektronen in Bewegung gesetzt, so erhält man einen elektrischen Strom.

Elektrisches Feld

Im Raum um geladene Körper besteht ein elektrisches Feld. In ihm erfahren andere elektrisch geladene Körper Kräfte. Die ist übrigens vergleichbar mit Magnetfeldern.

Das Gewitter

Wenn die elektrische Ladung zwischen Wolken oder Wolke und Erde sehr groß ist, kommt es zu einem Ladungsausgleich. Dies erleben wir als Gewitter.


Hier finden Sie eine Übersicht über weitere Beiträge zum Thema Messungen im Stromkreis, Elektromagnete, darin auch Links zu Aufgaben.

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