Was heißt es geerdet zu sein?

Manki E. schrieb:
> Stellt euch hierzu eine unendlich ausgebreitete leitende Ebene vor. Im
> Abstand d zu ihr befindet sich eine Punktladung Q.

Ok, es gibt eine Ebene und irgendwo (nicht auf der Ebene) eine 
Punktladung Q.

Manki E. schrieb:
> Wie kann ich allei naus diesen zwei Tatsachen darauf schließen, dass das
> Potential an der Platte 0 sein muss?

Welche Platte, du hast nur von einer Punktladung und einer Ebene 
gesprochen.
Seid doch so gut und lest euch eure Fragen vor dem Posten noch mal 
durch.
Die Antwort hier ist erstmal: 42

Udo Schmitt schrieb:
> Welche Platte, du hast nur von einer Punktladung und einer Ebene
> gesprochen.

Die unendlich ausgeweitete Ebene nenne ich auch Platte.
Wieso ist das Potential an der Ebene also 0?

Bitflüsterer schrieb:
> Weil Du es uns so gesagt hast. An welchem Punkt in einer Anordnung der
> Nullpunkt sein soll ist eine Frage der Festlegung. Es kann nicht aus
> irgendetwas gefolgert werden. In der E-Technik sind Potentialdifferenzen
> entscheidend. Es gibt kein absolutes Potential sondern immer nur neue
> Bezugspunkte.

Ok, angenommen ich möchte das E-Feld oberhalb dieser Platte (also dort 
wo sich die Ladung befindet) berechnen, so wende ich doch die 
Spiegelmethode an.

Dann erhalte ich für das Potential offensichtlich:

Das ist halt einfach das Potential der oberen Ladung plus das Potential 
der unteren Ladung.

DIESES Feld liefert jetzt exakt für z = 0 -> V = 0 und für z = unendlich 
-> V = 0.

Und jetzt kommt das eigentliche Problem: Das Modell der Spiegelladungen 
ist NICHT geerdet oder sonst was, sondern es hat einen Bezugspunkt im 
Unendlichen.

Wie kann ich also diese Vorstellung der Erdung nachvollziehen? Was 
bedeutet es rein physikalisch zu erden? Gehe ich da hin auf die Platte 
und schütte etwas Erde drauf? Oder was ist da jetzt wirklich?

lalala schrieb:
> Etwas trollig heute?

Nein, aber mir scheint es so (während ich meine Bücher un Skripten 
lese), dass die Autoren selbst nicht wissen was sie da eigentlich 
schreiben... Zuerst wird das Potential definiert mit einem Bezugspunkt, 
den man frei wählen kann. Dann kommt einer her und sagt auf einmal das 
Wort "geerdet" und aufeinmal hat die Ebene das Potential 0. Das ist eher 
Zauberei...

lalala schrieb:
> Das musst Du uns nochmal erklären.

Nagut, das Potential mit Bezugspunkt im Unedlichen (also das meist 
gebräuchliche) ist definiert als:

Soweit so gut.
Jetzt will ich mit Hilfe der Spiegelladungsmethode das Potential im Raum 
oberhalb der Ebene (also dort wo sich diese Ladung Q befindet) 
berechnen. Dafür schmeiß ich die geerdete Ebene raus und platziere eine 
gleich große negative Ladung -Q im selben Abstand vom Mittelpunkt 
entfernt auf die andere Seite (also ein Dipol wenn man so will).

Diese Anrodnung mit 2 Ladungen liefert offensichtlich so ein Potential 
(gegen unendlich bezogen):

Wenn ich mit meinem Modell jetzt z --> 0 gehen lasse so stelle ich fest, 
dass genau da wo die ebene vorher war,V = 0 ist.
Wenn ich aber  mit z --> gegen unendlich gehe, so stelle ich fest, dass 
V = 0 ist.
Dann argumentiert der Autor: Dieses Feld kann man für z > 0 verwenden 
für die Ebenenanordnung.

jedoch verstehe ich das Grunsätzlichste nicht: Was bedeutet erden? Ich 
mein macht man das händisch? Oder nennt man etwas so und meint damit 
dass dort das Potential 0 ist? Wenn ja, wieso darf man einfach so sagen, 
dass dort das Potential V 0 ist?
Mir geht das irgendwie nicht herein..

Bitflüsterer schrieb:
> Steht das wörtlich so da?
>
> An sich werden nämlich mit dem Modell, soweit ich es verstehe, die
> Potentiale, zweier Punkte des Raums, in dem sich die Anordnung von
> Platte und Ladung befindet, miteinander in Beziehung gesetzt.
> Eine Erde, also ein ausserhalb liegender Bezugspunkt ist dafür garnicht
> nowendig und kommt auch in dem Modell nicht vor.

Ok, ich habe jetzt mal die Seite reingeladen..

Fritz schrieb:
> Woher kommt denn diese Weisheit?

Damit meine ich das Potential, das ich mithilfe der 
Spiegelladungsmethode berechne hat einen Bezugspunkt im Unendlichen.

Bitflüsterer schrieb:
> falsch. Denn gibt genau die endliche Entfernung des fraglichen Punktes
> von der
> Ladung an. Nicht aber das Potential in unendlicher Entfernung von der
> Ladung. Das ist eben abhängig von der Entfernung. Der eine Bezugspunkt
> ist dabei gerade diese Ladung, der andere der Punkt (auf einer
> Kugeloberfläche mit der Ladung im Zentrum), für den ich das Potential
> berechnen will.

Ich denke du irrst dich in diesem Punkt.

Ich rechne gerade wieder ein Beispiel und hier wird angegeben, dass es 
sich um eine leitende geerdete Kugel handelt. Die AUfgabe ist es das 
Feld außerhalb zu bestimmen wenn eine äußere Punkt-Ladung im Abstand a 
zum Zentrum der Kugel führt. Es wird wieder dazugeschrieben, dass das 
Potential sowohl innerhalb der Kugel als auch an der Kugeloberfläche 0 
sein soll.

Ich denke wirklich dass es halt so ist, dass man geerdet sagt, man 
jedoch V = 0 meint. Und geerdet hat hierbei überhaupt keine 
Aussagekraft. Man meint damit NUR V = 0.
ich frage mich aber woher dieser FOrmalismus kommt...

In dem Kontext hat "geerdet" tatsächlich keine Aussagekraft. Das legt 
nur den Potentialnullpunkt fest.

Sven B. schrieb:
> In dem Kontext hat "geerdet" tatsächlich keine Aussagekraft. Das legt
> nur den Potentialnullpunkt fest.

Danke!

Bezüglich der Bezeichnung "geerdet" würde ich mich da auch an die 
Erklärung von herbert halten:
Bei vielen technischen Anwendungen ist es üblich die Erde (den Planeten) 
als 0 - Potential zu bezeichnen (willkürliche Festlegung). Daher kommt 
dann sicherlich der Begriff "geerdet" oder auch "Erde" als 0 - 
Potential.

Das halte ich für falsch. Physikalisch gesehen ist der Nullpunkt des 
elektrostatischen Potentials frei wählbar. Was du beschreibst ist ein 
Objekt was nach außen hin elektrisch neutral ist. Das muss aber nicht 
bei jeder Wahl des Potentialfelds Potential 0 haben.

HF-Werkler schrieb:
> Ein echtes elektrisches "Nullpotential" existiert schon, nur müssten
> dazu die Ladungsträger (also Protonen und Elektronen) im Gleichgewicht
> im Objekt vorhanden sein.

Nein, das stimmt nicht. Auch wenn an einem Objekt (z.B. einer 
Metallkugel) die Ladungsträger ausgeglichen sind, das Objekt also keine 
Ladung hat bzw. elektrisch neutral ist, kann es trotzdem ein beliebiges 
Potential haben.

Wenn man z.B. eine elektrisch neutrale Kugel im Inneren einer größeren 
Hohlkugel isoliert montiert und diese äußere Kugel wird auf z.B. 1000 V 
aufgeladen, dann geht das Potential der inneren Kugel auch auf 1000 V; 
zwischen der äußeren und der inneren Kugel bildet sich kein elektrisches 
Feld.

Das kann man sich so veranschaulichen:
Angenommen, die innere und die äusere Kugel wären eletrisch leitfähig 
verbunden, dann wäre der Innenraum der äußeren Kugel fei von 
elektrischen Feldern und zwischen der inneren und der äuseren Kugel 
bewegen sich keine Ladungsträger, egal welches potential die äusere 
Kugel hat bzw. wie sich das Potential der äuseren Kugel ändert. Die 
innere Kugel hat das gleiche Potential wie die äußere Kugel.

Wenn auf der Verbindung kein Strom fließt, dann kann man die Verbindung 
auch auftrennen, ohne dass sich etwas ändert. Also hat auch bei 
getrennter Verbindung die innere Kugel immer das gleiche Potential wie 
die äußere Kugel.