Gigahertz Solutions ME 3951A Technische Referenz Seite 20

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Feldtheorie
Das elektrische Feld
Nimmt man zwei elektrische Ladungen Q1 und Q2 und nähert diese einander an, so daß sie den
Abstand r voneinander haben, stellt man fest:
Die beiden Ladungen stoßen sich bei gleicher Polarität ab und ziehen sich bei gegensätzlicher
Polarität an. Es treten also Kräfte (F) zwischen den Ladungen auf.
Durch Versuche wurde ermittelt, daß die Kraft F zwischen diesen beiden Ladungen
1. proportional der Größe der beiden Ladungen, sowie
2. umgekehrt proportional dem Quadrat des Abstandes der beiden Ladungen ist.
Um für die elektrische Kraft eine Größengleichung schreiben zu können, braucht man eine Pro-
portionalitätskonstante. Diese wurde zweckmäßigerweise als 1/(4 * π * ε) gewählt. ε wird als
Dielektrizitätskonstante (Permitivität) bezeichnet. Somit kann man die elektrische Kraftgleichung
schreiben zu
ε ε = ε ε 0 0 * ε ε r
Mit
ε r :
Dielektrizitätszahl, dimensionslos, Materialkonstante
ε 0 :
Dielektrizitätskonstante des freien Raumes (im Vakuum)
ε 0 = 10 -9 /(36 * π) As/(Vm) = 8,854187818 * 10 -12 F/m
Aus der Mechanik ist bekannt, daß die Kraft F immer nur eine Richtung hat. Man sagt auch: Die
Kraft F hat Vektorcharakter.
Nimmt man die Ladung Q2 weg, besteht aber noch weiterhin die Möglichkeit der Ladung Q1 eine
Kraft F auf eine andere Ladung auszuüben, d.h. um die Ladung Q1 herum besteht ein Kraftfeld.
Dieses läßt sich beschreiben zu
Dieses Vektorfeld heißt elektrische Feldstärke.
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R
Feldtheorie
Q1
F ~ (Q1 * Q2)/r²
F = 1/(4 * π π * ε ε ) * (Q1 * Q2)/r²
E = F/Q1 (Kraft / Ladung)
r
(F1)
(F2)
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Q2
Abb. 32
® GmbH, 90579 Langenzenn