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Level 2
Level 2 setzt Schulmathematik voraus. Geeignet für Schüler.

Formel: Ladung im radialen E-Feld (potentielle Energie) Ladung   Abstand  

\[ W_{\text{pot}} ~=~ \frac{Q}{4\pi \, \varepsilon_0} \, \frac{q}{r} \] \[ W_{\text{pot}} ~=~ \frac{Q}{4\pi \, \varepsilon_0} \, \frac{q}{r} \] \[ q ~=~ \frac{4\pi \, \varepsilon_0 \, W_{\text{pot}} \, r}{Q} \] \[ Q ~=~ \frac{4\pi \, \varepsilon_0 \, W_{\text{pot}} \, r}{q} \] \[ r ~=~ \frac{Q \, q}{4\pi \, \varepsilon_0 \, W_{\text{pot}}} \] Formel umstellen
Potentielle Energie einer Ladung im elektrischen Feld

Potentielle Energie

\( W_{\text{pot}} \)
Einheit \( \text{J} \)
Potentielle Energie eines geladenen Teilchens der Ladung \(q\) im externen elektrischen Feld. Die Ladung \(q\) befindet sich im Abstand \(r\) zur Ladung \(Q\), die das elektrische Feld erzeugt.

Ladung

\( q \)
Einheit \( \text{C} \)
Elektrische Ladung des Teilchens von dem die potentielle Energie berechnet wird. Um eine positive Ladung aus dem Unendlichen zum Punkt \(P\) zur positiven Ladung \(Q\) zu bringen, muss Energie aufgewendet werden.

Ladung

\( Q \)
Einheit \( \text{C} \)
Positive elektrische Ladung, die das elektrische Feld erzeugt.

Abstand

\( r \)
Einheit \( \text{m} \)
Abstand der Ladung \(q\) von der Ladung \(Q\).

Elektrische Feldkonstante

\( \varepsilon_0 \)
Einheit \( \frac{\text{As}}{\text{Vm}} \)
Es ist eine Naturkonstante und hat den Wert \( \varepsilon_0 = 8.854 \cdot 10^{-12} \, \frac{\text{As}}{\text{Vm}} \).
Details zur Formel
  • Zusammenfassung: Formel für potentielle Energie einer Ladung, die sich in einem radialen elektrischen Feld einer Quellladung im Abstand r befindet.
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