Hilfe bei einer Physik Aufgabe (Coulomb-Potential)?
Ich komme bei einer Physik-Aufgabe (Aufgabe folgt) nicht weiter, also ich weiß nicht genau wie ich vorgehen soll. Es geht hier um die 1. a). Ich habe bis jetzt die Feldstärke E ausgerechnet, da ich dachte, dass ich die in die Formel U=E*d einsetzen kann, aber irgendwie kommt mir das Ergebnis für E komisch vor ( 99908,9 V/m) und ich weiß auch nicht wie ich d herauskriegen soll. Hat jemand einen Ansatz oder eine Idee wie ich vorgehen könnte? Und wie ich das unendlich in eine Rechnung einbringen kann? Danke im Voraus
Aufgabe:1. a) Eine Kugel mit einem Radius r₁-3,0 cm trägt die Ladung +1,0 μC. Wie groß ist seine Spannung gegen unendlich (r2co), wie groß gegen r2=3,0 m? Welchen Fehler in % macht man, wenn man die Wände in 3 m Entfernung als „unendlich“ betrachtet? b) Welches Potential hat die Kugeloberfläche? Wie weit kann die Ladung -1,0 nC mit der Energie 1,0-10 J entfernen
2 Antworten
U=E*d gilt nur für Homogene Felder. Die Kraft wird quadratisch mit dem Abstand kleiner. Es gilt das Coulombgesetz
Für das elektrische Potential betrachten wir nur den Abstand zu eine der Ladung. Das heißt die 2. Ladung bleibt außenvor.
Das müssen wir über r in den Grenzen r bis unendlich integrieren und kommen dabei auf folgende Formel:
Φ=(Q/(4*π*ε0))*(1/r)
Das Potential ist die Energie pro Ladung. Die Spannung kann also hier nicht U=E*d sein. Die elektrische Spannung ist am Schluss nichts anderes als die Potentialdifferenz zweier Punkte. Also Φ1-Φ2.
Formel für Coulombpotential geht mit 1/r. E = U/d gilt nur in homogenen Feldern.