Elektrische Felder üben Kräfte auf Abstand aus — Naturwissenschaften, 14–17 Jahre

Ein geladener Körper verändert den Raum um sich und erzeugt ein elektrisches Feld. Eine andere Ladung erfährt in diesem Feld eine Anziehung oder Abstoßung, ohne den ersten Körper zu berühren.

Was ein elektrisches Feld bedeutet

Ein elektrisches Feld beschreibt die Kraft, die eine Ladung an jedem Ort erfahren würde. In der Nähe einer positiven Ladung würde eine kleine positive Probeladung abgestoßen, bei einer negativen angezogen.

Warum Felder nützlich sind

Eine Kraft kann ohne sichtbaren Kontakt wirken, deshalb ist „Fernwirkung“ schwer vorstellbar. Das Feld liefert eine Karte des Einflusses, der im Raum bereits vorhanden ist, und ermöglicht Vorhersagen für eine dort platzierte Ladung.

Beispiel: ein gleichmäßiges Feld

Zwischen zwei parallelen Metallplatten beträgt das Feld etwa 500 N/C. Eine Ladung von 0,002 C erfährt dort F = qE = 0,002 × 500 = 1 N. Eine positive Ladung bewegt sich in Feldrichtung, eine negative entgegengesetzt.

Die Feldlinien-Falle

Feldbilder können wie echte Drähte oder Wege aussehen; daher ist der Gedanke verständlich, eine Ladung müsse jeder Linie folgen. Feldlinien sind aber nur eine Zeichnung: Ihre Richtung zeigt die Kraft auf eine positive Probeladung, ihre Dichte die Feldstärke.

Elektrische Felder in Geräten

Elektrische Felder bewegen Ladungen in Kondensatoren, Touchscreens und vielen Sensoren. Bei einem Touchscreen verändert ein Finger das örtliche Feld oder die Kapazität; die Elektronik erkennt diese Änderung und bestimmt den Berührungspunkt.

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