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Ladungen in einem perfekten Leiter
 
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Gülda
Gast





Beitrag Gülda Verfasst am: 23. Okt 2019 17:41    Titel: Ladungen in einem perfekten Leiter Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Zeigen Sie, dass sich zusätzliche Ladungen (d.h. das Objekt ist insgesamt nicht elektrisch neutral) in einem perfekten Leiter immer an der Ober?äche aufhalten. Benutzen Sie dazu den Gauss?schen Satz. Was folgt daraus für das elektrische Potential?


Meine Ideen:
Mir ist der Gauss´sche Satz bewusst und ich weiß auch das diese verteilung Influenz gennant wird aber ich weiß nicht wie ich das ganze Mathematisch zeigen kann. Könnte mir jemand einen Ansatz geben oder erklären wie ich vorgehen soll? Danke im Vorraus.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. Okt 2019 18:47    Titel: Antworten mit Zitat

Gülda hat Folgendes geschrieben:
Mir ist der Gauss´sche Satz bewusst ...


Dann wende ihn mal an, indem Du gedanklich einen koaxialen Zylinder in den Leiter legst (Zylinderradius kleiner als Leiterradius). Was wäre die Folge, falls sich im Inneren des (gedachten) Zylinders zusätzliche Ladungen befänden?

Gülda hat Folgendes geschrieben:
... und ich weiß auch das diese verteilung Influenz gennant wird


Welche Verteilung?
Gülda
Gast





Beitrag Gülda Verfasst am: 23. Okt 2019 19:08    Titel: Antworten mit Zitat

Es gilt ja das:



Wenn ich da nun als Integral einen Zylinder nehme dann erhalte ich:



Ist dies Falsch? Und wenn nicht wie hilft mir das weiter?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. Okt 2019 19:23    Titel: Antworten mit Zitat

Gülda hat Folgendes geschrieben:
Ist dies Falsch?


Nein.

Gülda hat Folgendes geschrieben:
Und wenn nicht wie hilft mir das weiter?


Wenn tatsächlich zusätzliche Ladungen im Inneren des Leiters vorhanden wären, wäre die Feldstärke außerhalb des gedachten Zylinders nicht null. Wie würde sich diese Feldstärke auf die außerhalb des Zylinders, aber innerhalb des Leiters befindlichen zusätzlichen Ladungen auswirken?
Gülda
Gast





Beitrag Gülda Verfasst am: 23. Okt 2019 19:33    Titel: Antworten mit Zitat

Abhängig davon ob es positiv oder negativ wäre würde es die Teilchen anziehen oder abstoßen? Ich bin etwas verwirrt was genau gemeint ist.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. Okt 2019 21:56    Titel: Antworten mit Zitat

Gülda hat Folgendes geschrieben:
Abhängig davon ob es positiv oder negativ wäre würde es die Teilchen anziehen oder abstoßen? Ich bin etwas verwirrt was genau gemeint ist.


Lies Dir die Aufgabe nochmal genau durch. Da ist von zusätzlichen Ladungen die Rede. Zusätzliche Ladungen sind immer von einer Polarität. Stell Dir beispielsweise vor, der Leiter sei negativ geladen, habe also zusätzliche Elektronen. Wieso, das war die Fage, halten sich diese Elektronen an der Oberfläche auf? In Verbindung mit dem, was Du herausgefunden hast, was passiert mit den Elektronen, die sich möglicherweise im Leiter aufhalten?
Gülda
Gast





Beitrag Gülda Verfasst am: 23. Okt 2019 22:30    Titel: Antworten mit Zitat

Diese Versuchen so viel abstand wie möglich zu den anderen Elektronen aufzubauen. Aber wieso musste ich dafür das Integral berechnen?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5852

Beitrag Myon Verfasst am: 23. Okt 2019 22:38    Titel: Antworten mit Zitat

Gülda hat Folgendes geschrieben:
Es gilt ja das:



Nur eine kleine Präzisierung: Ohne weitere Voraussetzungen kann man nicht einfach annehmen, dass das E-Feld radialsymmetrisch ist. Auch der Leiter muss nicht zylinderförmig sein.
Es reicht, dass für ein beliebiges, ganz im Innern des Leiters liegendes Volumen, das eine Ladung ungleich 0 einschliesst, der Fluss durch die Oberfläche ungleich 0 ist. Daraus folgt zwingend, dass irgendwo auf der Oberfläche des Volumens, also im Innern des Leiters, ein E-Feld ungleich 0 existieren muss.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 23. Okt 2019 23:28    Titel: Antworten mit Zitat

Myon hat Folgendes geschrieben:
Nur eine kleine Präzisierung


Vollkommen richtig. Ich wollte nur die Vorstellungskraft des Fragestellers nicht überfordern.
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