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Transkript Kräfte an ruhenden Ladungen

Hallo! In diesem Video wollen wir klären, wie elektrische Kräfte zwischen ruhenden Ladungen wirken. Also, zunächst erst mal: Was gibt es überhaupt für Ladungen? Das ist 1. Das Elektron, das wird meistens blau dargestellt, und das Elektron ist negativ geladen. Und dann gibt es auch noch das Proton. Das Proton wird meistens rot dargestellt und das Proton ist positiv geladen. Zwischen den elektrischen Ladungen wirkt immer eine elektrische Kraft. Treffen zum Beispiel ein Elektron und ein Proton aufeinander, so ziehen sie sich an. Also, generell gesagt: Unterschiedliche Ladungen ziehen sich gegenseitig an. Treffen aber zwei Protonen aufeinander, so ist das nicht so. Protonen stoßen sich nämlich gegenseitig ab. Und bei den Elektronen das Gleiche. Treffen die aufeinander, so vertragen sie sich nicht gut. Auch Elektronen stoßen sich gegenseitig voneinander ab. Ladungen befinden sich überall, aber mein braucht keine Angst haben, denn meistens befinden sich gleichviele Protonen wie Elektronen an dem Ort, so wie hier, und dann ist das Objekt nämlich neutral. Neutral ist auch meist ein Atom. Wir wollen uns jetzt mal ein sehr stark vereinfachtes Atommodell anschauen. Ein Atom besteht meist aus gleichvielen Protonen, Neutronen, das sind die neutralen Teilchen und Elektronen. Die Protonen und Neutronen bilden den Kern des Atoms. Dieser ist winzig klein, aber er ist für den Hauptteil des Gewichtes des Atoms verantwortlich. Und dann schwirren da noch ganz weit weg vom Kern die Elektronen herum. Sie liegen auf sogenannten Atomschalen und werden durch die elektrische Kraft zwischen Atomkern und Elektron an das Atom gebunden. Die Gravitationskraft spielt da keine Rolle. Sie ist im Vergleich zur elektrischen Kraft winzig klein. Um welches Element es sich dann handelt, hängt von der Anzahl der Protonen im Kern ab. Hier, zum Beispiel, haben wir 2 Protonen und das ist dann Helium. Wenn wir nun die Anzahl Protonen, Neutronen und Elektronen auf 3 erhöhen, dann haben wir jetzt Lithium. Das dritte Elektron befindet sich dann eigentlich auf einer höheren Schale, die habe ich jetzt hier nicht eingezeichnet. Zwei Lithiumatome können sich ja  zum Beispiel miteinander verbinden. Dann teilen sie sich ein Elektron und ein anderes Elektron wird dann frei. Es schwirrt dann frei in dem Stoff herum und dann ist der Stoff zum Beispiel ein guter Leiter. Aber obwohl da jetzt freie Elektronen rumschwirren, ist er insgesamt neutral. So, das erst mal zu dem vereinfachten Atommodell, aber es muss nicht immer neutral zugehen. Eine Spannungsquelle, zum Beispiel, liefert uns negative und positive Ladungen getrennt voneinander. So, ich zeichne jetzt hier mal ein Elektroskop. Wir können nun, mit einem Kabel, zum Beispiel, die negativen Ladungen abgreifen und sie auf das Elektroskop schicken. Dieses lädt sich dann negativ auf und wir sehen, dass der Zeiger dann ausschlägt, denn negative Ladungen stoßen sich ja voneinander ab. Und je mehr Ladungen sich auf dem Elektroskop befinden, desto mehr schlägt der Zeiger auch aus. Deswegen ist das ein gutes Messgerät für Ladungen. Genauere Messungen ergeben dann, dass nicht jede beliebige Ladung vorkommen kann, denn jede, zum Beispiel, positive Ladung, die existiert, ist immer ein Vielfaches von der Protonenladung und die ist q vom Proton, ungefähr =1,6×10-19 Coulomb und die Ladung von einem Elektron ist qe=-1,6×10-19 C.  Also, ihr seht, im Betrag sind die beiden Ladungen gleich. Man sagt dazu: Ladungen treten gequantelt auf, weil sie nicht jeden beliebigen Wert annehmen können. Gut. Jetzt möchte ich euch noch ein ganz witziges Experiment zeigen. Und zwar findet das in einem großen Plattenkondensator statt. Die linke Platte ist negativ aufgeladen, und die rechte Platte positiv. Wir hängen nun einen Tischtennisball an einem durchsichtigen Faden genau in die Mitte des Plattenkondensators. Der Ball ist zunächst neutral geladen, aber wenn wir ihn in den geladenen Plattenkondensator halten, dann richten sich die Ladungen so aus, dass die positiven links und die negativen rechts beim Ball sind, denn sie werden ja von den Protonen auf der rechten Platte und von den Elektronen auf der linken Platte angezogen. So, wenn jetzt aber der Ball nur ein kleines bisschen nach links schaukelt, dann passiert Folgendes: Die Anziehung links zwischen den Protonen und den Elektronen ist stärker als die Abstoßung rechts zwischen den Elektronen und den Elektronen auf dem Plattenkondensator. Und dann schaukelt der Ball weiter und stößt an die Platte - und dann geht es los: Die negative Platte lädt auch den Ball negativ auf. Dann wird er aber abgestoßen von der Platte und schwingt rüber zur positiven Platte. Dort gibt er einen Teil seiner Elektronen ab und nimmt Protonen auf. Er ist nun positiv geladen, wird wieder abgestoßen und schwingt rüber auf die negative Platte. Dort gibt er wieder seine Protonen ab und nimmt neue Elektronen auf und schwingt dann wieder zurück, und so weiter, und so weiter. Da von der Spannungsquelle immer mehr neue Ladungen nachgeliefert werden, schwingt er immer schneller und schneller hin und her zwischen den Platten. Gut. Das war das Experiment mit dem Tischtennisball. Übrigens: Ladungen haben auch eine Masse. Die Masse vom Proton, zum Beispiel, ist 1,67×10-27 kg und die Masse vom Elektron ist viel kleiner. Sie beträgt 9,11×10-31 kg. So, das war es erst einmal zu den Ladungen. Ich hoffe, ich konnte euch helfen. Bis zum nächsten Mal. Tschüss.  

Informationen zum Video
26 Kommentare
  1. Karsten

    @Hamiyet

    Die elektrische Ladung als Größe C gibt an, wieviele geladene Teilchen vorliegen. Geladene Teilchen sind im einfachsten Fall Elektronen oder Protonen, aber auch Positronen, alphateilchen, Ionen oder eine Vielzahl von Quarks. Alle diese geladenen Teilchen besitzen eine Potentialdifferenz zum ungeladenen Zustand. Die Summe aller Potentialdifferenzen dieser Teilchen ist dann die Ladung des untersuchten Systems. Diese kann sowohl negativ sein, wie bei Elektronen oder auch positiv wie bei Protonen.

    Von Karsten Schedemann, vor 10 Monaten
  2. Default

    Was bezeichnet man als elektrische Ladung ?

    Von Hamiyet Homeideen, vor 10 Monaten
  3. Karsten

    @Aniikii

    Das hängt leider komplett davon ab mit welchem Material du versuchst die Ladungen zu trennen.

    Gewissheit bekommst du nur mit einer Glimmlampe. Diese leuchtet immer an der negativen Seite auf. Also wenn die Ladung positiv ist an deiner Hand und wenn die Ladung negativ ist, an der Ladungsquelle.

    Von Karsten Schedemann, vor mehr als einem Jahr
  4. Default

    Woher weiß man ,was negativ oder positv geladen bei der Ladungstrennung ist...

    Von Aniikii, vor mehr als einem Jahr
  5. Default

    Gutes Video

    Von Derschs, vor mehr als einem Jahr
  1. Karsten

    @Geisler

    Unterschiedliche Ladungen ziehen sich durch die Coulombkraft an, und gleiche Ladungen stoßen sich durch die selbe Kraft ab.

    Von Karsten Schedemann, vor fast 2 Jahren
  2. Default

    unterschiedliche Ladungen ziehen sich an... oder?

    Von Geisler, vor fast 2 Jahren
  3. Kevi

    :D
    Hat mir geholfen

    Von Da3khly, vor fast 2 Jahren
  4. Karsten

    @Fam Emde
    Hallo, das C ist die Einheit der Ladung, sie ist nach einem Physiker benannt worden und heißt Coulomb. Die kleinste Ladung die es gibt ist die Elementarladung. Das ist die Ladung die ein einzelnes Elektron trägt. Diese beträgt ein Elektronenvolt und diese entspricht 1 eV = 1,6 * 10 ^-19 C. Alle anderen geladenen Körper müssen ein beliebiges ganzzahliges Vielfaches dieser Elementarladung als Ladung tragen. Das bedeutet Ladungen sind gequantelt.

    Von Karsten Schedemann, vor mehr als 2 Jahren
  5. Default

    das video hat mir geholfen es ist auch gut erklärt nur das mit dem c raff ich nicht so

    Von Fam Emde, vor mehr als 2 Jahren
  6. Default

    Bin in 6. Klasse

    Von Borzova S, vor mehr als 2 Jahren
  7. Default

    Nein wir machen das Thema gerade.Danke der Nachfrage.

    Von Borzova S, vor mehr als 2 Jahren
  8. Maximilian

    @Borzova: Ist dir denn in dem Video etwas unklar? Ob du es verstehst oder nicht, ist ja nicht unbedingt davon abhängig, in welche Klasse du bist.
    Die Frage ist, ob es bei dir im Unterricht schon Thema gewesen ist.

    Von Maximilian T., vor fast 3 Jahren
  9. Default

    Welche Klasse muss man sein um dies zu verstehen denn ich bin in der 6 Klasse

    Von Borzova S, vor fast 3 Jahren
  10. Default

    Sehr gut erklärt, angenehme Stimme und verständlich dargestellt;-)

    Von Motschi, vor etwa 3 Jahren
  11. Default

    gut erklärt

    Von Songuel Yapici, vor mehr als 3 Jahren
  12. Nikolai

    @Eiskristall: q ist das Formelzeichen für die Ladung. Wenn sie den Index p an das q schreibt, also q_p (der Strich bedeutet das der nächste Buchstabe tiefgestellt ist) dann meint sie die Ladung des Protons. Es gibt keine Konvention welche Farbe Elektronen haben. Ich würde auch blau wählen. Also lass dich davon nicht verwirren...Lg, Nikolai

    Von Nikolai P., vor mehr als 3 Jahren
  13. Default

    wofür steht das q bei der Formel :,, q p=1,6*10hoch -1yC,, ????

    Von Eiskristall, vor mehr als 3 Jahren
  14. Default

    Meine Physiklehrerin malt die Elekronen immer rot: e` ,, mit sonm Strich oben.Bin verwirrt...

    Von Eiskristall, vor mehr als 3 Jahren
  15. Default

    Für mich war es sehr verständlich erklärt, Danke

    Von Goennheimer, vor fast 4 Jahren
  16. Default

    ich studier an der Uni, hab mir das Video einfach zum wiederholen angeschaut und glaub, dass es nicht richtig ist, wenn Sie Kinder verwirren indem Sie sagen, dass der Ball Protonen abgibt.

    Von Joaquin.Steinhäuser, vor fast 4 Jahren
  17. Default

    Echt gut erklärt:)Sie sollten Lehrerin werden;)

    Von Samsam87, vor etwa 4 Jahren
  18. Img 0838 1

    Der Tischtennisball ist im ganzen neutral. Würde man ihn exakt in die Mitte des Kondensators halten, dann würde er weder zu der einen noch zu der anderen Seite hin gehen, denn die Kräfte gleichen sich gegenseitig aus. Meistens gelingt es aber nicht, ihn exakt in die Mitte zu tun und so gibt es ein minimales Ungleichgewicht der Kräfte, welches dazu führt, das er zu einer Seite hin geht.

    Von Sandra Haufe, vor mehr als 4 Jahren
  19. Default

    Wenn man den Tischtennisball in die Mitte des Plattenkondensators hält, geht der Ball dann zuerst zur negativen oder zur positiven Seite ?

    Von Kiraaa, vor mehr als 4 Jahren
  20. Img 0838 1

    C steht für Coulomb, und das ist die Einheit der elektrischen Ladung. 1C ist die Ladung, die in einer Sekunde in einem Draht fließt, in dem 1A (Ampère) Strom fließt.

    Von Sandra Haufe, vor etwa 6 Jahren
  21. Img 0838 1

    Es ist richtig, dass die Protonen sich nicht frei bewegen. Das ist auch eher als Bild für einen Elektronenüberschuss bzw. Elektronenmangel zu sehen, welche dann den Stoff negativ bzw positiv aufladen.

    Von Sandra Haufe, vor etwa 6 Jahren
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