ET4-09 – Elektrische Influenz im elektrischen Feld

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Inhaltsverzeichnis:

In diesem Kurstext erklären wir dir das Thema elektrische Influenz im elektrischen Feld auf sich hat und warum damit nicht Influencer gemeint sind.  

Für ein optimales Verständnis helfen dir drei ausführliche Videoclips und zwei anschauliche Rechenbeispiele zu dem Thema

Mehr zu diesem Thema und der Elektrotechnik findest du im Kurs: ET4-Elektrische Felder

 

Merk’s dir!

“Die elektrische Influenz ist neben der Polarisation ein Effekt, der infolge eines elektrischen Feldes auftritt. Sie hat bis auf den Namensursprung zumindest in der Elektrotechnik nichts mit Influencern zu tun. Denn hier werden nicht Menschen, sondern elektrische Ladungen beeinflusst.”

 

Elektrische Influenz durch Ladungsverschiebung
Elektrische Influenz durch Ladungsverschiebung

 

Elektrische Influenz – Grundlegendes

Als Elektrische Influenz bezeichnet man die Verschiebung von elektrischen Ladungen in leitenden, zumeist metallischen Leitern, wenn auf sie ein äußeres elektrisches Feld einwirkt. Alternativ spricht man auch von der elektrostatischen Induktion.

Der Name Influenz entstammt dem Lateinischen und heißt frei übersetzt Einfluss.

Bei der elektrischen Influenz bewegen sich im Grundsatz nur die Elektronen, da diese frei beweglich sind. Die positiven Ionen sind hingegen ortsfest im elektrischen Leiter gebunden.

 

Also alle Mann auf die eine Seite?…. Nein das geht nicht

Auch ist die Ladungsverschiebung begrenzt, denn bewegen sich zu viele Elektronen in eine Richtung kommt es unter den verdichteten Elektronen zu Abstoßungsreaktionen aufgrund der gleichen Ladung und gleichzeitig ist die Anziehungskraft der zurückgebliebenen positiven Ionen ja nicht aufgehoben.

 

Elektrische Influenz – Kugel

Liegt dir eine ungeladene metallische Kugel vor und du bringst diese in die Nähe einer negativ geladenen Kugel, so bewirkt das elektrische Feld der geladenen Kugel, dass eine Ladungsverschiebung in der ungeladenen Kugel auftritt.

 

Elektrische Influenz - Metallkugeln
Elektrische Influenz – Metallkugeln

 

Dabei verschieben sich die negativen Ladungen hin zu der geladenen Kugel abgewandten Seite und die positiven Ladungen verbleiben an der, der geladenen Kugel zugewandten Seite.

Somit haben wir auf der linken Seite eine erhöhte negative Ladungsdichte (negativer örtlicher Ladungsüberschuss) und auf der rechten Seite eine erhöhte positive Ladungsdichte (positiver örtlicher Ladungsüberschuss).

 

In Summe bleibt alles beim Alten

Trotz der Verschiebung der Ladungen bleibt die Gesamtladung innerhalb der Kugel unverändert. Es geht als keine Ladung verloren.

 

Elektrische Influenz – Plattenkondensator

Zum besseren Verständnis dient uns erneut der Plattenkondensator als Anschauungsbeispiel. Anders als im vorherigen Kurstext werden nun keine Atome in einem Dielektrikum (Luft) mehr betrachtet, sondern das Verhalten eines ungeladenen metallischen Körpers näher untersucht.

 

Ungeladener Metallkörper, Plattenkondensator
Ungeladener Metallkörper, Plattenkondensator

 

Zwischen den Platten unseres Plattenkondensators besteht ein homogenes elektrisches Feld, welches durch eine angelegte Spannung U auftritt.

Homogenes elektrisches Feld
Homogenes elektrisches Feld

 

In dieses Feld bewegen wir nun einen ungeladenen metallischen Körper hinein, der die Besonderheit besitzt, dass er aus zwei gleichgroßen Hälften besteht.

Hinein ins elektrische Feld
Hinein ins elektrische Feld

 

Wie bei den Atomen im letzten Kurstext beginnt im metallischen Körper die Ladungstrennung. Die positiven Ladungsträger im Körper verbleiben an der negativ geladenen Platte und die negativ geladenen Ladungsträger wandern hingegen zur positiv geladenen Platte.

Soweit für uns bisher nichts neues.

Interessant wird es erst wenn wir den metallischen Körper aus dem Feld entfernen, denn die Ladungsträgerverschiebung bleibt bestehen.

Elektrische Influenz erfolgt
Elektrische Influenz erfolgt

 

Trennen wir nun die beiden Hälften unseres zweiteiligen Körpers voneinander, so liegen uns anschließend ein positive geladener und ein negativ geladener Teilkörper vor.

Trennung der Teilstücke
Trennung der Teilstücke

 

Dieser Zustand bleibt so lange erhalten, bis wir die beiden Hälften mit einem elektrischen Leiter verbinden und es so wieder zu einem Ladungsausgleich kommt.    

Ende der Influenz durch Ladungsausgleich
Ende der Influenz durch Ladungsausgleich

 

Hierbei wandern die freien Elektronen wieder zurück zu ihren positiv geladenen Ionen.

 

Das solltest du dir definitiv merken!

Merk’s dir!

  • Die Elektrische Influenz ist die Verschiebung von elektrischen Ladungen in leitenden Materialien, wenn auf sie ein äußeres elektrisches Feld einwirkt.

sowie

  • Damit die Influenz überhaupt ablaufen kann bedarf es freier beweglicher Teilchen, zumeist Elektronen. Diese finden sich in besonders hoher Anzahl in Metallen.

sowie

  • Nichtleiter, wie keramische Werkstoffe besitzen nur sehr wenige bewegliche Elektronen, weshalb diese sich nicht zur Influenz eignen.

 

Was kommt als Nächstes?

Im kommenden Kurstext erklären wir dir detailliert, was es mit den Kondensatoren auf sich hat.

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