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

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

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

Potentielle Energie

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

Ladung

\( \class{red}{q} \)
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 \(\class{red}{Q}\) zu bringen, muss Energie aufgewendet werden.

Ladung

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

Abstand

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

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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