Wiley-Schnellkurs Elektromagnetismus

Wilhelm Kulisch

• Verlag: Wiley-VCH
• Jahr: 2016
• ISBN drucken: 9783527530441
• eBook-ISBN: 9783527805426
• Auflage: 1
• Thema: Technology & Engineering
• Thema: Electrical Engineering & Telecommunications

Elektrizität und Magnetismus sind spannende Themen und deshalb lohnt es sich, sich hier einzulesen. Wilhelm Kulisch erklärt Ihnen knapp und verständlich, was Sie über Elektrizität und Magnetismus wissen sollten, ohne allzusehr ins Detail zu gehen. Er erläutert Ladungen, Spannung, elektrische Felder, elektrisches Potential, Induktion und Selbstinduktion und vieles mehr. Mit zahlreichen Übungsaufgaben samt Lösungen können Sie Ihr Wissen überprüfen und festigen.

Teil I:
Elektrostatik

Das Thema des ersten Teils dieses Buchs ist die Elektrostatik, also die Lehre von ruhenden elektrischen Ladungen. Dementsprechend ist dieses erste Kapitel den Ladungen gewidmet, ihren Eigenschaften, Auswirkungen und ihrer Erzeugung. Das folgende Kapitel hat mit dem Coulombgesetz nur ein einziges Thema, die Kraft zwischen zwei Punktladungen. Mit dem elektrischen Feld wird im dritten Kapitel eine Größe eingeführt, die nicht nur für die Elektrostatik, sondern für den gesamten Elektromagnetismus zentral ist. In Kapitel 4 wird eine Reihe weiterer wichtiger Größen eingeführt und ausführlich diskutiert, so die elektrische Verschiebearbeit, das Potential und die Spannung. Das abschließende Kapitel dieses Teils beschäftigt sich dann mit Kondensatoren, also Bauelementen zur Speicherung von Ladung.

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Dann macht es „Zack!“: Elektrische Ladungen

In diesem Kapitel

• Effekte von Ladungen
• Es gibt viel Wissenswertes über Ladungen
• Ladungen können nicht erzeugt, sondern nur getrennt werden

In diesem ersten Kapitel dreht sich alles um Ladungen. Dabei wird sich zunächst zeigen, dass man Ladungen nur über ihre Wirkungen definieren kann. Im daran anschließenden Abschnitt werden die wichtigsten Fakten über Ladungen vorgestellt. Abschließend wird gezeigt, wie man Ladungen erzeugen oder besser gesagt trennen kann.

Sie können extrem sein: Effekte von Ladungen

Interessanterweise kann man Ladungen nicht durch eine Aussage: „Eine Ladung ist…“ definieren, sondern nur über ihre Effekte. Diese Effekte kann man am besten durch den folgenden Versuch demonstrieren (Abbildung 1.1):

Zwei metallisierte Tischtennisbälle sind nebeneinander an Fäden aufgehängt. Man nimmt einen Plastikstab und reibt ihn mit einem Tuch. Dann kann man die folgenden Beobachtungen machen:

• Berührt man beide Bälle entweder mit dem Tuch oder mit dem Stab, streben die Bälle auseinander, sie stoßen sich also gegenseitig ab (Skizzen a, b).
• Berührt man einen der Bälle mit dem Tuch, den anderen mit dem Stab, so bewegen sich die Bälle aufeinander zu, sie ziehen sich also an. Dieses Ergebnis ist unabhängig davon, welcher Ball mit welchem Gegenstand berührt wird (Skizzen c, d).

Abbildung 1.1: Kräfte zwischen Punktladungen

Tipp

Dieser Versuch funktioniert am besten, wenn man statt des Tuchs ein Katzenfell benutzt.

Die Ergebnisse dieses Experiments können folgendermaßen interpretiert werden:

• Durch das Reiben des Stabs mit dem Tuch werden Ladungen erzeugt (genauer gesagt getrennt, wie weiter unten gezeigt wird).
• Diese Ladungen können durch Berührung auf die Kugeln übertragen werden.
• Es gibt offensichtlich zwei Arten von Ladungen (die Stabladung und die Tuchladung). Sie werden als positive und negative Ladungen bezeichnet.
• Gleichnamige Ladung stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich hingegen an.

Warnung

Wenn Sie elektrostat...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Eingangstest
• Lösungen
• Titelei
• Impressum
• Einleitung
• Teil I: Elektrostatik
• Teil II: Elektromagnetismus
• Teil III: Stromkreise
• Teil IV: Halbleiter
• Teil V: Die Maxwell’schen Gleichungen
• Glossar
• Lösungen der Aufgaben
• Index
• Eula