gaußsche Fläche, leitende Kugel

pingu · Anmeldungsdatum: 30.06.2007 Beiträge: 94

Hallo,

ich hab iwie das mit der gausschen Fläche noch nicht begriffen. D.h. eigtl dachte ich schon, aber bei einer leitenden Kugel happerts noch.

Also erst mal, das E-Feld innerhalb der leitenden Kugel ist 0.

Wenn ich nun eine Ladung +q in eine Kugelschale reinstecke, verschiebt sich die Ladung -q an die Innenschale, sodass sich die Ladungen aufheben. Nun da hab ich schon mal ne Frage. Wenn sich die Ladungen aufheben, ist ja die eingeschlossene Ladung gleich 0, somit ist also auch der Fluss gleich 0. Gleichzeitig muss es doch ein E-Feld geben, dass von +q nach -q fliesst, oder wo ist da der Denkfehler?
Auf der Aussenseite der Kugelschale muss sich auf jeden Fall die Ladung +q sein, da das ja die eingeschlossene Ladung ist/war.

Und dann noch ein weiterer Fall:

Ich habe einen unendlich leitenden Stab der Länge L mit der Ladung +q, der von einem ebenso langen leitenden Zylinder mit der Ladung -2q umschlossen wird, d.h. es gibt noch einen Abstand zwischen dem Zylinder und dem Stab.

Ich hab mir jetzt überlegt, dass das E-Feld innerhalb des Stabes 0 sein muss. Dann weiter, dass die Ladung +q an die Oberfläche des Stabes wandert und die Ladung -q vom Zylinder an dessen Innenseite. Also hätte ich gesagt, dass das E-Feld zwischen Stab und Zylinder ebenfalls 0 sein muss, aber das stimmt nicht, und ich frage mich wieso? Bei der Kugel wars doch auch so?

Und schliesslich die Ladung -q auf der Aussenseite des Zylinders, womit das E-Feld innerhalb von Zylinder und Stab 0 ist. Stimmt das, oder ist das auch falsch?

Lg
pingu

Herbststurm · Anmeldungsdatum: 05.09.2008 Beiträge: 412 Wohnort: Freiburg i. Brsg.

Hallo,

erstmal zu deiner ersten Frage. (Vielleicht wäre es auch eine gute Idee die andere Frage in einem eigenen Thread zu erfragen?)

Ich bin mir unsicher ob du den Begriff der Influenz hinterfragst, oder das Gaußsche Gesetz bzw. die 1. Maxwell Gleichung?

Sollte es das sein, dann würde ich ganz klar mathematisch argumentieren. Da gibt es zwei Wege. Sich den Integralen direkt überlegen, oder als sozusagen oberste Amtshandlung die 1. Maxwellgleichung hinschreiben und aus ihr ableiten, dass es so aussehen muss wie es aussieht, besonders mit der geschlossenen Oberfläche die ein Volumen umhüllt. Letzlich ist beides das Selbe und man kann sich uneinig sein, was wohl didaktisch sinnvoller ist.

Sollte es das zweitere sein und du den Begriff der Influenz erfragst, dann hilft es ungemein sich Bilder anzusehen. Hier sind Bilder echt verständnisfördernd.

Die Kernaussage ist einfach, dass ein Leiter auf den ein E-Feld wirkt seine Ladung auf der Oberfläche haben wird, aus dem Grund weil die Kraft F=qE die frei Beweglichen Ladungsträger so lange verschiebt, bis die veränderte Ladungsverteilung ein Gegenfeld aufgebaut hat, welches das äußere gerade aufhebt.

Ich hoffe das hilft dir weiter. Wäre gut wenn du ier einfach nach hakst was Sache ist und dann kann man auch nächer darauf eingehen smile

Gruß

pingu · Anmeldungsdatum: 30.06.2007 Beiträge: 94

Hallo,

ich habe eben beides in den gleichen Thread getan, weil es meiner Meinung nach zusammengehört, also eigtl wollte ich diese Aufgabe mit dem Zylinder und der Kugelschale anhand des gausschen Satzes berechnen. Die Kugelschale scheint mir ja noch einigermassen einleuchtend, da die eingeschlossene Ladung gleich 0 ist, also muss auch das E-Feld da 0 sein. Aber was für eine falsche Überlegung hab ich beim Zylinder gemacht? Wie müsste es sonst sein, und warum?

lg

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

Hallöchen,
dazu gibt es doch auch einen schönen Versuchsaufbau mit Leinsamen und Rizinußöl (oder wie man ihn sonst durchführt).
Dort hast du zwei Leiter-"kreise", einen innen und einen außen.
Stöpselt man nun ein (einmal +; einmal -), sieht man, dass die Leinsamen sich nach den Feldlinien, die von Innenseite zu Außenseite (oder anders herum) gehen, ausrichten.

Dieses Feld hat, nicht wie andere Felder nur einen einzelnen Namen, der nur sein Verhalten angibt, sondern noch einen zweiten, dessen Teilname auch in einer elektrischen Einheit vorkommt Augenzwinkern

.

pingu · Anmeldungsdatum: 30.06.2007 Beiträge: 94

Meinst du jetzt das ampèrsche Gesetz? Aber weisst du was an der Zylinderüberlegung falsch ist?

lg

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

Ich meinte eigentlich ein radialsymmetrisches Feld smile

(oder eben auch Coulomb-Feld).
Warum genau das jetzt so ist... da möchte ich jetzt nichts zu sagen, um nichts falsches hier zu verbreiten, das verwirrt mich manchmal auch noch Big Laugh

pingu · Anmeldungsdatum: 30.06.2007 Beiträge: 94

hm.. aber kannst du mir sagen, was ich falsch gemacht habe, einfach konkret an meinem Beispiel?

lg

maxdull · Anmeldungsdatum: 26.10.2004 Beiträge: 26

Hallo Pingu,
als erstes möchte ich bemerken, dass der Satz von Gauss nicht aussagt, dass das Feld im Inneren der betrachteten, geschlossenen Fläche Null ist, wenn die eingeschlossene Gesamtladung Null ist. Er sagt aus, dass in diesem Falle gleich viel Feld hinein- wie hinaus fliesst.
Wenn wir strömendes Wasser als Analogie zuhilfe nehmen: Mit einer Pumpe, die wir in ein Aquarium hineinlegen, können wir eine Strömung erzeugen, auch wenn Wasser weder hinein- noch herausfliesst.
Wir können die Pumpe auch über einen Zu- und Abflussschlauch anschliessen. Auch in diesem Falle wird eine Strömung resultieren, auch wenn der Nettozufluss Null ist (sofern die Pumpe nicht lecked).
Dies bedeutet: Bei Metallkugel und Zylinder herrscht im Inneren ein elektrisches Feld, wenn eine Ladung deren Inneres eingebracht wird.

Maxdull

pingu · Anmeldungsdatum: 30.06.2007 Beiträge: 94

Hm komisch, bei der der "Kugel mit eingeschlossener"-Aufgabe stand dann eben, dass das E-Feld 0 ist. Wie das? Und wegen dem Fluss, ja das hab ich auch mal so gelesen, dass wenn gleich viel rein wie rausfliesst, dass dann die eingeschlossene Ladung gleich 0 ist.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

wenn du in einem Hohlraum um einen ideal leitenden Körper (Kugelschale) eine Ladung hast, so ist das Feld nahe dieser Ladung natürlich nicht Null und somit auch nicht im Hohlraum. Die Kugelschale vermag das Feld dieser Ladung auch nicht abzuschirmen.

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723