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Physik, 12 E-Felder - Ladungstrennung im E-Feld: Influenz

Influenz I Influenz II Videos

Übersicht

Influenz ist die Trennung von Ladungen eines leitenden Körpers unter dem Einfluss einer von äußeren Ladungen ausgeübten elektrischen Kraft.

Influenz I

Nähert man nun einen negativ geladenen Stab dem Elektroskop ohne es zu berühren an, so erfährt der Zeiger ebenfalls einen Ausschlag. Bei Entfernung des Stabes geht der Zeiger wieder in die Ausgangslage zurück.

Erklärung: Die leicht beweglichen Elektronen im Elektroskop werden von den negativen Ladung auf der Konduktorkugel abgestoßen.
Daher sammeln sie sich in möglichst weiter Entfernung vom Stab bevorzugt im unteren Teil des Stabes und des Zeigers. Dort stoßen sich die gleichnamigen Ladungen voneinander ab. Wird die Konduktorkugel wieder entfernt verteilen sich die Elektronen im Elektroskop wieder gleichmäßig.

Die Verschiebung der Ladung eines leitenden Körpers unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes nennt man elektrische Influenz.

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Influenz II

Es gibt positive und negative elektrische Ladungen.
Ein elektrisch neutraler Körper besitzt gleich viel positive und negative Ladung. Hat ein Körper mehr negative Ladungen als positive (Elektronenüberschuss), dann ist er negativ geladen, hat er mehr positive Ladungen als negative (Elektronenmangel), dann ist er positiv geladen.

Gleichnamig geladene Körper üben eine abstoßende, ungleichnamig geladene eine anziehende Kraft aufeinander aus.

 

Die mittlere Metallkugel kann am Griff bei gedrückter linker Maustaste langsam bewegt werden. Die roten Punkte stellen ortsfeste positive Ladungen, die blauen Punkte stellen negative bewegliche Ladungen dar.

An den Kontakten kann die Metallkugel geladen oder neutralisiert werden.
Das Copyright für dieses Applet liegt bei Klaus Wetzstein.

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Videos
Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Elektronegativität: wenn man zwei Körper aus unterschiedlichen Materialien aneinander reibt, entreißt ein Material dem anderen mit großer Wahrscheinlichkeit Elektronen. 
Wenn du einen Luftballon an deinen Haaren reibst, dann entreißt das Gummi des Ballons deinem Haar Elektronen.
Dadurch lädt sich dein Haar positiv auf (Elektronenmangel) und der Ballon negativ (Elektronenüberschuss).
Dein Haar wird von der Oberfläche des Ballons angezogen (ungleichnamige Ladungen ziehen sich an)
Du wirst auch feststellen, dass dir "die Haare zu Berge stehen", auch wenn der Ballon nicht in der Nähe ist. Das kommt daher, dass ja alle Haare positiv geladen sind und sich die gleichnamig geladenen Haare gegenseitig abstoßen.

Wird der Luftballon nun an die Wand gehalten bleibt er daran "kleben". Warum?

=> Sieh' dir die Animation dazu an!
Die negative Ladung auf dem Ballon sorgt dafür, dass sich die Elektronen in den Atomen des Wandmaterials auf die andere Seite des Atoms bewegen, also weg von der Wandoberfläche.
Daher erscheint der Wandteil, der dem Ballon gegenübersteht, positiv geladen.
Der negativ geladene Ballon und die positiv geladene Wand üben gegenseitig Anziehungskräfte aufeinander aus - der Ballon bleibt "kleben".

© Grafik: Science Joy Wagon Text: Landesbildungsserver Baden-Württemberg.

Das Video Influenz (1100 kB) der Uni Würzburg zeigt wie eine kleine Metallkugel im Innern einer großen Metallkugel elektrisch nicht leitend angebracht wird (also im Prinzip die Annäherung eines elektrisch geladenen Stabes). 

Um die zu beobachtenden Zeigerausschläge zu erklären muss man aber etwas nachdenken. Schaffst du es?

Video Kugel im inhomogenen elektrischen Feld 312x240 (1335 kB)

Video Kugel im inhomogenen elektrischen Feld 160x120 (285 kB)

Beide Videos stammen von der Uni Würzburg (E-Lehre)

Zur Erklärung (unter Kenntnis des elektrischen Feldes) dient folgendes Bild als Teil-Erklärung:

 

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letzte Änderung: 20.8.2004