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Elektrizitätslehre

Elektrische Ladungen

2018
Welche Einheitenzuordnung stimmt?
A) Ladung Q wird in Coulomb angegeben
B) Widerstand wird in Siemens angegeben
C) Leitfähigkeit wird in Ohm angegeben
D) Stromstärke wird in Volt angegeben
E) Spannung wird in Ampere angegeben
Lösung: A) Ladung Q wird in Coulomb angegeben

2021
Welche Aussage zur Coulomb-Kraft zwischen zwei Punktladungen ist richtig?
A) Die Kraft ist proportional zum Produkt der Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes.
B) Gleichnamige Ladungen ziehen sich an.
C) Die Kraft hängt von der Masse der Ladungsträger ab.
D) Die Kraft ist unabhängig vom Abstand der Ladungen.
E) Die Kraft nimmt linear mit dem Abstand ab.
Lösung: A) Die Kraft ist proportional zum Produkt der Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes.

2026
Welche Bedingung müssen zwei elektrische Ladungen erfüllen, damit sie sich anziehen?
A) Sie müssen entgegengesetzt geladen sein (eine positiv, eine negativ)
B) Die positive Ladung zieht die negative an, aber nicht umgekehrt
C) Eine Ladung muss negativ sein, die andere kann negativ oder positiv sein
D) Beide Ladungen müssen positiv sein
E) Die Massen der Ladungsträger müssen gleich sein
Lösung: A) Sie müssen entgegengesetzt geladen sein (eine positiv, eine negativ)

Elektrische Ladung tritt in zwei Formen auf: positive Ladung (getragen von Protonen im Atomkern) und negative Ladung (getragen von Elektronen). Ladung und Elektronladung sind betragsmäßig gleich groß, aber entgegengesetzt: Ein Atom ist für gewöhnlich nach außen neutral, weil es ebenso viele Protonen wie Elektronen trägt. Die kleinste Ladungseinheit ist die Elementarladung e ≈ 1,602 × 10⁻¹⁹ C. Für die Gesamtladung eines Systems gilt Q = n · e (n: Anzahl überschüssiger oder fehlender Ladungsträger).

Es gilt das Prinzip der Ladungserhaltung: Die Gesamtladung eines abgeschlossenen Systems bleibt konstant, denn Ladungen können weder erzeugt noch vernichtet, nur übertragen werden (z. B. durch Reibung, Leitung oder Induktion). Die Kraft zwischen zwei Punktladungen wird durch das Coulomb-Gesetz beschrieben: F = k · (Q1·Q2)/r² (k: Coulomb-Konstante ≈ 8,987 × 10⁹ Nm²/C²). Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an. Die Kraft wirkt entlang der Verbindungslinie zwischen den Ladungen.

Elektrische Ladungen: Anziehung und Abstoßung, Elementarladung und Coulomb-Gesetz
Elektrische Ladungen: Anziehung und Abstoßung, Elementarladung und Coulomb-Gesetz. Gleichnamig stößt ab, ungleichnamig zieht an – und doppelter Abstand bedeutet ein Viertel der Kraft.

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Das steht außerdem in diesem Kapitel

  1. Elektrisches Feld
  2. Elektrische Spannung
  3. Stromstärke
  4. Elektrische Leiter
  5. Ohmscher Widerstand
  6. Ohmsches Gesetz
  7. Kirchhoffsche Gesetze
  8. Elektrische Leistung und Arbeit
  9. Magnetfeld
  10. Wechselstrom (Effektivwert, Amplitude, Frequenz)
  11. Elektromagnetische Wellen (Frequenzspektrum, Wellenlängen)
  12. Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Welle