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Formel: Coulomb-Gesetz Elektrische Kraft   Elektrische Ladung   Abstand   Relative Permittivität  

Level 2
Level 2 setzt Schulmathematik voraus. Geeignet für Schüler.
\[ F_{\text e} ~=~ \frac{1}{4\pi \varepsilon_0 \, \varepsilon_{\text r}} \, \frac{q_1 \, q_2}{r^2} \] \[ F_{\text e} ~=~ \frac{1}{4\pi \varepsilon_0 \, \varepsilon_{\text r}} \, \frac{q_1 \, q_2}{r^2} \] \[ q_1 ~=~ 4\pi \varepsilon_0 \, \varepsilon_{\text r} \, \frac{r^2 \, F_{\text e}}{q_2} \] \[ q_2 ~=~ 4\pi \varepsilon_0 \, \varepsilon_{\text r} \, \frac{r^2 \, F_{\text e}}{q_1} \] \[ r ~=~ \sqrt{ \frac{1}{4\pi \varepsilon_0 \, \varepsilon_{\text r}} \, \frac{q_1 \, q_2}{F_{\text e}} } \] \[ \varepsilon_{\text r} ~=~ \frac{1}{4\pi \varepsilon_0} \, \frac{q_1 \, q_2}{r^2 \, F_{\text e}} \] \[ \varepsilon_0 ~=~ \frac{1}{4\pi \varepsilon_{\text r}} \, \frac{q_1 \, q_2}{r^2 \, F_{\text e}} \] Formel umstellen
Coulomb-Gesetz: Kraft in Abhängigkeit vom Abstand der Ladungen
Coulomb-Gesetz für zwei Ladungen - Anziehung und Abstoßung

Elektrische Kraft

\( F_{\text e} \)
Einheit \( \text{N} \)
Elektrostatische Kraft (auch Coulomb-Kraft genannt) ist die anziehende oder abstoßende elektrische Kraft zwischen zwei Ladungen \( q_1 \) und \( q_2 \).

Elektrische Ladung

\( q_1 \)
Einheit \( \text{C} \)
Diese Ladung ist die Eigenschaft des ersten Ladungsträgers, der bei der elektrischen Wechselwirkung teilnimmt. Je nach Vorzeichen der Ladung, stößt der Ladungsträger andere Ladungsträger ab oder zieht sie an. Ein Proton (positives Vorzeichen) zieht ein Elektron (negatives Vorzeichen) an.

Elektrische Ladung

\( q_2 \)
Einheit \( \text{C} \)
Diese Ladung ist die Eigenschaft des zweiten Ladungsträgers, der bei der elektrischen Wechselwirkung teilnimmt.

Abstand

\( r \)
Einheit \( \text{m} \)
Der Abstand zwischen den Ladunen \( q_1 \) und \( q_2 \). Je größer dieser Abstand ist, desto kleiner ist die elektrostatische Kraft zwischen den Ladungen.

Relative Permittivität

\( \varepsilon_{\text r} \)
Einheit \( - \)
Diese dimensionslose Größe beschreibt das Medium, in dem sich die beiden Ladungen befinden. Wenn sich die beiden Ladungen im Vakuum befinden, dann ist \( \varepsilon_{\text r} = 1 \). Und, wenn sie sich beispielsweise im Wasser befinden dann ist \( \varepsilon_{\text r} = 1.8 \). Je größer die relative Permittivität des Mediums ist, desto mehr schwächt dieses Medium die Kraft zwischen den Ladungen ab.

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 Coulomb-Kraft (aus dem Coulomb-Gesetz), welche abstoßende bzw. anziehnde elektrische Kraft zwischen Ladungen beschreibt.
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