{"id":2507,"date":"2022-02-11T10:34:51","date_gmt":"2022-02-11T10:34:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/elektrostatik\/elektrische-ladung\/"},"modified":"2023-12-20T11:32:34","modified_gmt":"2023-12-20T11:32:34","slug":"elektrische-ladung","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/elektrostatik\/elektrische-ladung\/","title":{"rendered":"Elektrische Ladung"},"content":{"rendered":"
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<\/path><\/svg><\/span>30-Sekunden-Zusammenfassung<\/span><\/h2>\n\n\n\n

Elektrische Ladung<\/h2>\n\n\n\n

Eine elektrische Ladung ist eine physikalische Gr\u00f6\u00dfe und Eigenschaft von Materie, die bewirkt, dass sie eine Kraft erf\u00e4hrt, wenn sie in ein elektromagnetisches Feld gebracht wird. <\/p>\n\n\n\n

Es gibt zwei Arten von elektrischer Ladung:<\/p>\n\n\n\n

<\/path><\/svg><\/span>positiv, \u00fcbertragen durch Protonen<\/a><\/strong><\/span><\/p>\n\n\n\n

<\/path><\/svg><\/span> negativ, \u00fcbertragen durch Elektronen<\/a> <\/strong><\/span><\/p>\n\n\n\n

Wenn die Gesamtladung Null ist, wird sie als neutral bezeichnet. Gleiche Ladungen werden abgesto\u00dfen und entgegengesetzte Ladungen angezogen.<\/p>\n\n\n\n

Die Elektronen in einem Atom werden durch die elektromagnetische Kraft<\/a> von den Protonen im Atomkern angezogen.<\/p>\n\n<\/div><\/div><\/div>\n\n

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\"elektrische
Eine elektrische Ladung ist eine physikalische Gr\u00f6\u00dfe und Eigenschaft von Materie, die bewirkt, dass sie eine Kraft erf\u00e4hrt, wenn sie in ein elektromagnetisches Feld gebracht wird. Es gibt zwei Arten von elektrischer Ladung: positiv, \u00fcbertragen von Protonen, und negativ, \u00fcbertragen von Elektronen.<\/figcaption><\/figure>\n\n<\/div><\/div><\/div>\n<\/div>\n<\/div>
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\u00dcber elektrische Ladung<\/h2>\n\n<\/div><\/div>\n
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Eine elektrische Ladung ist eine physikalische Gr\u00f6\u00dfe und Eigenschaft von Materie, die bewirkt, dass sie eine Kraft erf\u00e4hrt, wenn sie in ein elektromagnetisches Feld gebracht wird. Es gibt zwei Arten von elektrischer Ladung: positiv, \u00fcbertragen von Protonen, und negativ, \u00fcbertragen von Elektronen. Wenn die Gesamtladung Null ist, wird sie als neutral bezeichnet. Gleiche Ladungen werden abgesto\u00dfen und entgegengesetzte Ladungen angezogen. Diese Tatsachen sind als das Erste Gesetz der Elektrostatik bekannt und werden manchmal als das Gesetz der elektrischen Ladungen bezeichnet.<\/p>\n\n\n\n

\"elektrische
Gleiche Ladungen werden abgesto\u00dfen und entgegengesetzte Ladungen angezogen.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Elementarladung<\/h2>\n\n\n\n

Die grundlegendste Ladungseinheit ist die Gr\u00f6\u00dfe der Ladung eines Elektrons oder eines Protons, die mit e<\/em> bezeichnet wird. Der genaueste verf\u00fcgbare Wert ist:<\/p>\n\n\n\n

e = 1,602176487 x 10 -19<\/sup> C<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

Ein Coulomb repr\u00e4sentiert das Negative der Gesamtladung von etwa 6 x 10 18<\/sup> Elektronen. <\/p>\n\n\n\n

Ladungen, die so gro\u00df wie ein Coulomb sind, kommen selten vor. Die Ladungen, die durch das Reiben gew\u00f6hnlicher Gegenst\u00e4nde (z. B. eines Kammes oder eines Plastiklineals) entstehen, liegen in der Regel bei einem Mikrocoulomb (?C = 10-6<\/sup> C) oder weniger. Bei einer gew\u00f6hnlichen 100-W-Gl\u00fchlampe beispielsweise treten pro Sekunde etwa 10 19<\/sup> Elementarladungen in die Gl\u00fchbirne ein und ebenso viele wieder heraus.<\/p>\n\n\n\n

Das Proton hat Ladung + e<\/em> und Elektron – e<\/em> . Die Ladung ist quantisiert; Es kommt in ganzzahligen Vielfachen einzelner kleiner Einheiten vor, die als The bezeichnet werden Grundgeb\u00fchr<\/strong>, e<\/em>Dies ist die kleinste Ladung, die frei existieren kann (Teilchen, die Quarks genannt werden, haben kleinere Ladungen, Vielfache von \u2153 e, aber sie kommen nur in Kombination vor und verbinden sich immer zu Teilchen mit ganzer Ladung). Das Proton hat eine Quark-Zusammensetzung von uud, und daher ist seine Ladungsquantenzahl:<\/p>\n\n\n\n

q(uud) = 2\/3 + 2\/3 + (-1\/3) = +1e.<\/p>\n\n\n\n

Das Neutron hat eine Quarkzusammensetzung von Udd, und seine Ladungsquantenzahl ist daher:<\/p>\n\n\n\n

q(udd) = 2\/3 + (-1\/3) + (-1\/3) = 0<\/p>\n\n\n\n

Da das Neutron keine elektrische Nettoladung<\/strong> hat, wird es nicht von elektrischen Kr\u00e4ften beeinflusst, aber das Neutron hat eine leichte Verteilung der elektrischen Ladung<\/strong> in sich. Dies wird durch seine interne Quarkstruktur verursacht. Dies f\u00fchrt zu einem von Null verschiedenen magnetischen Moment (Dipolmoment) des Neutrons. Daher wechselwirkt das Neutron auch \u00fcber elektromagnetische Wechselwirkung, aber viel schw\u00e4cher als das Proton.<\/p>\n\n\n\n

Gesetz der Erhaltung der elektrischen Ladung <\/h2>\n\n\n\n

In der Physik gibt es zwei sehr wichtige Prinzipien bez\u00fcglich der elektrischen Ladung.<\/p>\n\n\n\n

Das erste ist das Gesetz der Erhaltung der elektrischen Ladung<\/strong> . Dieses Gesetz besagt:<\/p>\n\n\n\n

Die algebraische Summe aller elektrischen Ladungen in jedem abgeschlossenen System ist konstant.<\/em><\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Die einzige M\u00f6glichkeit, die Nettoladung eines Systems zu \u00e4ndern, besteht darin, Ladung von einer anderen Stelle einzubringen oder eine Ladung aus dem System zu entfernen. Die Ladung kann erzeugt und zerst\u00f6rt werden, aber nur in positiv-negativ-Paaren.<\/p>\n\n\n\n

Ladungserhaltung<\/strong> gilt als universelles Erhaltungsgesetz<\/strong> . Es wurden nie experimentelle Beweise f\u00fcr eine Verletzung dieses Prinzips beobachtet. In der Teilchenphysik bedeutet Ladungserhaltung, dass bei Elementarteilchenreaktionen, die geladene Teilchen erzeugen, immer gleich viele positive und negative Teilchen erzeugt werden, wodurch die Nettoladungsmenge unver\u00e4ndert bleibt<\/strong> . Selbst bei hochenergetischen Wechselwirkungen, bei denen Teilchen entstehen und zerst\u00f6rt werden, wie etwa bei der Bildung von Positron-Elektron-Paaren<\/strong><\/a> , ist die Gesamtladung jedes abgeschlossenen Systems exakt konstant.<\/p>\n\n\n\n

Der zweite wichtige Grundsatz lautet:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Gr\u00f6\u00dfe der Ladung des Elektrons oder Protons ist eine nat\u00fcrliche Ladungseinheit.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Wir sagen, dass die Ladung quantisiert<\/strong> ist. Das hei\u00dft, jede beobachtbare Menge an elektrischer Ladung ist immer ein ganzzahliges Vielfaches dieser Grundeinheit. Diese Einheit wird als Elementarladung<\/strong> , e<\/em> , bezeichnet und entspricht ungef\u00e4hr 1,602 \u00d7 10 \u221219<\/sup><\/strong> Coulomb (mit Ausnahme von Teilchen, die als Quarks bezeichnet werden und Ladungen haben, die ganzzahlige Vielfache von 1\u20443 e<\/em> sind).<\/p>\n\n\n\n

Elektrische Ladung von Antiteilchen<\/h2>\n\n\n\n

Theoretisch haben ein Teilchen und sein Antiteilchen (z. B. ein Proton und ein Antiproton) die gleiche Masse, aber entgegengesetzte elektrische Ladung und andere Unterschiede in den Quantenzahlen. Beispielsweise gibt es f\u00fcr jedes Quark<\/strong> eine entsprechende Art von Antiteilchen. Die Antiquarks<\/strong> haben die gleiche Masse, mittlere Lebensdauer und den gleichen Spin wie ihre jeweiligen Quarks, aber die elektrische Ladung und andere Ladungen haben das entgegengesetzte Vorzeichen. Das bedeutet, dass ein Proton positiv geladen ist, w\u00e4hrend ein Antiproton<\/a><\/strong> negativ geladen ist und sie sich daher anziehen. Das Antiteilchen des Elektrons hei\u00dft Positron; es ist identisch mit dem Elektron, au\u00dfer dass es elektrische und andere Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen tr\u00e4gt. Wenn ein Elektron mit einem Positron kollidiert, k\u00f6nnen beide Teilchen vollst\u00e4ndig vernichtet werden, wodurch Gammastrahlenphotonen erzeugt werden.<\/p>\n\n\n\n

Beispiel: Elektrische Ladung<\/h2>\n\n\n\n

Bemerkenswerterweise gibt es in vier Litern Wasser etwa 2,1 x 10 8<\/sup> C Gesamtelektronenladung. Wenn wir also zwei Flaschen einen Meter voneinander entfernt platzieren, sto\u00dfen die Elektronen in der einen Flasche die in der anderen Flasche mit einer Kraft von 4,1 x 10 26<\/sup> N ab. Diese enorme Kraft ist vergleichbar mit der Kraft, die der Planet Erde wiegen w\u00fcrde, wenn er gewogen w\u00fcrde auf einer anderen Erde. Aber wie geschrieben wurde, gibt es auch positive (Protonen) und diese Ladungen neigen dazu, sich gegenseitig aufzuheben.<\/p>\n\n<\/div><\/div>\n

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\"FAQ\"<\/figure>
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H\u00e4ufig gestellte Fragen<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

Wie wirken elektrische Ladungen auf Atome? <\/strong>


Die chemischen Eigenschaften des Atoms werden durch die Anzahl der Protonen bestimmt, genauer gesagt durch die Anzahl und Anordnung der Elektronen. Die Konfiguration dieser Elektronen folgt den Prinzipien der Quantenmechanik. Die Anzahl der Elektronen in den Elektronenschalen jedes Elements, insbesondere der \u00e4u\u00dfersten Valenzschale, ist der Hauptfaktor, der sein chemisches Bindungsverhalten bestimmt. <\/p> <\/div>

Welche Teilchen in Atomen haben eine elektrische Ladung?<\/strong>


Ein Atom besteht aus einem positiv geladenen Kern, der von negativ geladenen Elektronen umgeben ist, so dass das Atom als Ganzes elektrisch neutral ist. Der Atomkern besteht aus positiv geladenen Protonen und neutralen Neutronen.<\/p> <\/div>

Warum werden Protonen und Elektronen angezogen?<\/strong>

Die Elektronen in einem Atom werden durch die elektromagnetische Kraft von den Protonen im Kern angezogen. Diese Kraft bindet die Elektronen in einem elektrostatischen Potentialtopf, der den kleineren Kern umgibt, was bedeutet, dass eine externe Energiequelle ben\u00f6tigt wird, damit das Elektron entweichen kann.<\/p> <\/div>

Was ist die Einheit der elektrischen Ladung?<\/strong>

Das Coulomb (Symbol: C) ist die Einheit des Internationalen Einheitensystems (SI) f\u00fcr die elektrische Ladung. Das Coulomb wurde als die in einer Sekunde durch einen Strom von einem Ampere transportierte Strommenge definiert: 1 C = 1 A \u00d7 1 s
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