| Autor |
Nachricht |
afo
Anmeldungsdatum: 08.11.2013
Beiträge: 6
|
 afo Verfasst am: 08. Nov 2013 23:13 Titel: Leiter im elektrostatischem Feld feldfrei warum? |
 |
|
Meine Frage:
Ein Metall bzw. ein Leiter ist, wenn er von einem elektrostatischem Feld durchsetzt wird, feldfrei im Inneren. Warum ist das so?
Meine Ideen:
Ich weiß, dass der Leiter eigentlich nicht feldfrei im Inneren ist, im Sinne von da ist kein elektrisches Feld, sondern eher, dass dort sich zwei Feldstärken kompensieren. Außerdem weiß ich, dass durch das externe E-Feld die ladungen im Leiter verschoben werden (Influenz). Nun erkenne ich aber leider nicht, wieso wirklich in jedem Punkt die beiden E-Felder (externe und Feld zwischen Ladungsverschiebung) sich wirklich in jedem Punkt aufheben. Wenn ich mir die Formel für das E-Feld anschaue, steht ein r² im Nenner. Am Punkt x ist der Radius r viel größer als im Punkt y => Die Feldstärke E ist also verschieden. Beim sich ausbildenen Art Plattenkondensator ist das Feld aber homogen und die Feldstärke überall gleich groß, daher kann sie sich ja nicht überall kompensieren. Wo ist der Denkfehler?
-------> |- <----x- +|
-------> |- <------ +|
-------> |- <------ +|
-------> |- <y----- +|
-------> |- <------ +| |
|
 |
saddsd
Gast
|
| saddsd Verfasst am: 08. Nov 2013 23:43 Titel: |
|
|
Solange es eine Feldstärke E im Leiter gibt, wirkt auf die Ladung dort eine Kraft q*E. Also wird die Ladung durch diese Kraft solange verschoben, bis das E-Feld komplett kompensiert wird.
| Zitat: | | Wenn ich mir die Formel für das E-Feld anschaue, steht ein r² im Nenner. Am Punkt x ist der Radius r viel größer als im Punkt y => Die Feldstärke E ist also verschieden. Beim sich ausbildenen Art Plattenkondensator ist das Feld aber homogen und die Feldstärke überall gleich groß, daher kann sie sich ja nicht überall kompensieren. Wo ist der Denkfehler? |
Wenn du das ganze mikroskopisch betrachtest, ist das Feld natürlich nicht überall Null. Es ändert sich mehr oder weniger periodisch, je nach Aufbau und Ausrichtung des Kristalls. Makroskopisch betrachtet man aber das Mittelwert des Feldes, welches dann verschwindet. |
|
|
Afo94
Gast
|
| Afo94 Verfasst am: 09. Nov 2013 09:07 Titel: |
|
|
Nur was wenn im Leiter keine Ladungen mehr sind die noch an die Außenwände gebracht werden können. Dann kann das E-Feld, welches durch die Influenz im Leiter hervorgerufen wird nicht mehr stärker werden. Das externe E-Feld ist dann immer noch stärker nur wirkt keine Kraft auf eine Ladung im inneren weil keine mehr da ist. Dann ist der Leiter nicht feldfrei, oder?  |
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 09. Nov 2013 11:52 Titel: |
|
|
| Afo94 hat Folgendes geschrieben: | | Nur was wenn im Leiter keine Ladungen mehr sind die noch an die Außenwände gebracht werden können. Dann kann das E-Feld, welches durch die Influenz im Leiter hervorgerufen wird nicht mehr stärker werden. Das externe E-Feld ist dann immer noch stärker nur wirkt keine Kraft auf eine Ladung im inneren weil keine mehr da ist. Dann ist der Leiter nicht feldfrei, oder? :dance: |
Diese Situation kann wegen der hohen Dichte freier Ladungsträger in metallischen Leitern (Leiter erster Klasse) nie eintreten. |
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3405
|
| ML Verfasst am: 09. Nov 2013 15:03 Titel: |
|
|
Hallo,
| Afo94 hat Folgendes geschrieben: | | Nur was wenn im Leiter keine Ladungen mehr sind die noch an die Außenwände gebracht werden können. Dann kann das E-Feld, welches durch die Influenz im Leiter hervorgerufen wird nicht mehr stärker werden. Das externe E-Feld ist dann immer noch stärker nur wirkt keine Kraft auf eine Ladung im inneren weil keine mehr da ist. Dann ist der Leiter nicht feldfrei, oder? |
Ja - zumindest makroskopisch betrachtet.
Bei Metallen müsstest Du aber schon sehr große Feldstärken anlegen, um diesen Effekt zu beobachten. Sobald die Situation vorliegt, würde man das Innere des Metalls letztlich aber nicht mehr als "Leiter" bezeichnen können.
Bei Halbleitern, die i. a. viel geringere Ladungsdichten an beweglichen Ladungsträgern haben, lässt sich ein Mangel an freien Ladungsträgern leichter realisieren als bei Metall. Da ist die Situation, die Du beschreibst, viel eher relevant.
Viele Grüße
Michael |
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
