Was ist der Unterschied zwischen Flussdichte und Feldstärke (E-Feld)?
Hallo,
Mein Problem ist das ich nirgendwo eine anschauliche Definition für die Flussdichte finde, die Feldstärke habe ich verstanden jedoch sind ja einige Unterschiede zwischen den beiden wäre also schön wenn mir jemand mal die elektrische Flussdichte Dichte anhand von einem Beispiel oder so erläutern könnte?:D
2 Antworten
Die elektrische Feldstärke entspricht der Spannung und ist ja auch als "Spannung pro Abstand" definiert. Die Flussdichte ist tatsächlich etwas unglücklich ausgedrückt. Es handelt sich um eine Flächenladungsdichte oder genau genommen um eine Influenzladungsdichte (elektrische Ladung geteilt durch Fläche) die durch ein äusseres elektrisches Feld erst hervorgerufen wird. So gesehen ist es gar kein Fluss, sondern von der Anschauung her eher etwas statisches.
Es gibt sogar eine einfache Beziehung zwischen beiden:
elektrische Flussdichte = Dieelektrizitätskonstante * Elektrisches Feld
In leitenden Metallen gilt analog
Stromdichte = spezifischer Leitwert * Elektrisches Feld
wobei man unter Stromdichte "Strom pro Querschnittsfläche des Leiters" versteht. Es handelt sich hierbei um das eigentliche Ohmsche Gesetz. I = 1/R * U ist nur die light Version.
Das andere könnte man als eine Art ohmsches Gesetz für Nichtleiter sehen. Hoffentlich werde ich jetzt nicht verprügelt.
Feldstärke ist im Prinzip ohne Stoffbezug, die reine Kraft im Feld auf eine Ladung, die Flussdichte ist mit Stoffbezug, was die Permeabilität ausdrückt.
Beim magnetischen Feld ist die Flussdichte eher und verständlicher dem "magnetischen Fluss" im Eisen zugeordnet.
Das Dielektrikum ist ja eine Isolierung, also keine Dichte oder Feldstärke.
Ist die Frage, was du Stoff nennst? Magnetfelder werden halt durch ferromagnetische bzw. magnetisierbare Stoffe beeinflusst.
Praktisch in unterschiedlicher Anwendung schön zu erkennen: Induktive Sensoren, reagieren bei ferr,magn. Stoffen. Kapazitive Sensoren reagieren auf sich im Sensorfeld ändernde Permittivität (Durchlässigkeit für Elektr. Felder).
Die Flussdichte im Plattenfeld eines (geladenen) Kondensators geht gegen O und bleibt schon deshalb gleich, egal was man den C einführt.
Okay also trifft das Feld auf einen Stoff dann ändert sich die Flussdichte aber nicht die Feldstärke? Aber wie spielt sich das in der Formel wieder? Wir haben D als E*e0*er festgelegt und wenn man die Formel für noch ausschreiben würde würden sich doch die beiden Epsilons wegkürzen?
Magnetfelder haben wir noch nicht gemacht aber das Letzte hat mir trotzdem geholfen
"Stoff" ist für die Betrachtung zu ungenau! Du musst den Stoffen für eine Zuordnung in ihrer elektro/magnetischen Wirkung noch mehr unterschiedliche Eigenschaften zugestehen.
was eine weitere Möglichkeit der Beschreibung wäre, leitend wird in Zusammenhang mit Stromfluss bedeutend. Es ist sozusagen die Aussage, wie sehr ein Stromfluss in diesem Stoff behindert wird. Ein elektr. oder magn. Feld reagieren zwar indirekt auf diese Eigenschaft, wenn der störende Gegenstand leitfähig ist, und in diesem Gegenstand je nach Form und Lage wieder kleine Ströme/Spannungen induziert werden, allerdings spielt sie insoweit eine Rolle, als das starke Magnetfelder bei hohen Stromstärken entstehen, große Kondensatoren aber vor allem auf maximalen Widerstand bei geringstem Plattenabstand angewiesen sind und ihre "Leistung" demzufolge v.a. aus einer hohen Spannung holen.
Vereinfacht: hohe Feldstärke - Ursache hohe Spannung, starkes Magnetfeld - Ursache großer Strom Wirkung und Ursache sind umkehrbar, die Leitfähigkeiten (und andere Konstruktionseigenschaften) der Stromquelle und der weiteren verwendeten Elemente bestimmen die wahrscheinlichste Art der Wirkung.
Da diese Prinzipien vor allem bei Wechselspannungen erkennbar/beobachtbar sind, kommt natürlich auch noch die Frage der Frequenz dieser hinzu. Hier wird es dann insoweit interessant, dass bei steigender Frequenz der Wechselstromwiderstand des C sinkt, der der Spule aber größer wird. Diese Widerstände haben aber nichts mit der sogenannten Leitfähigkeit eines Stoffes, bzw. dem spezifischen Widerstand zu tun.
Aber bei Plattenkondensatoren bleibt die Flussdichte doch beim einführen eines Dielektrikums gleich und nur die Feldstärke wird erhöht, ist da der Stoffbezug nicht eher bei der Feldstärke?