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Forum: HF, Funk und Felder Der elektrische Fluss, die elektrische Feldstärke und die elektrische Flussdichte


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Autor: Michael (Gast)
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Hallo,
ich versuche genau den Zusammenhang von dem elektrischen Fluss, der 
elektrischen Feldstärke und der elektrischen Flussdichte zu verstehen.

Die elektrische Feldstärke ist wie ich finde sehr einfach zu verstehen 
und die Einheit [E]=N/C (Kraft pro Ladung) ist sehr gut vorstellbar.

Nun macht mir aber die elektrische Flussdichte etwas Kopfzerbrechen.
Die Einheit [D]=C/m^2 (Ladung pro Fläche) ist zwar eigentlich ganz 
anschaulich aber was mir die jetzt genau bringt verstehe ich nicht.
Oft wird geschrieben, dass die Flussdichte die Anzahl der Feldlinien 
durch eine Fläche beschreibt aber diese Formulierung finde ich sehr 
unverständlich insbesondere, weil es Feldlinien in dem Sinne doch gar 
nicht gibt.
Man kann doch nicht z.B. sagen, dass in dem Punkt (Punkt natürlich nur 
bei einer Infinitesimalen Betrachtung) p1=(x1,y1,z1) die Ladungsdichte 
7,3 Feldlinien entspricht (Ich hoffe das Beispiel macht klar, was ich an 
der Formulierung so irreführend finde).

Desweiteren bin ich etwas irritiert, was denn genau der elektrische 
Fluss sein soll.
Ich meine natürlich verstehe ich, dass die Flussdichte über eine Fläche 
Intigriert der Fluss ist aber dadurch, dass ich die Flussdichte nicht 
genau verstanden habe weiß ich auch nicht so recht, was der Fluss sein 
soll.
Und das die Einheit Coulomb also die Ladung ist würde ich auch gerne 
verstehen.
Ich meine es fließt ja hier kein Strom.
Zudem steht auf der Seite
https://elektroniktutor.de/elektrophysik/efeld.html
zum einen
und zum anderen
.
Aber beides kann ja nicht sein, wenn D doch definiert ist als
(gilt natürlich nur im Vakuum)
.
Warum ist das E Feld über die Fläche Intigriert plötzlich auch der 
elektrische Fluss?
Ich hoffe ihr könnt mir helfen ein besseres Verständnis zu erlangen.

Autor: W.S. (Gast)
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Michael schrieb:
> Nun macht mir aber die elektrische Flussdichte etwas Kopfzerbrechen.
> Die Einheit [D]=C/m^2 (Ladung pro Fläche) ist zwar eigentlich ganz
> anschaulich aber was mir die jetzt genau bringt verstehe ich nicht.

Stell dir einen Leiter vor und stelle dir dessen Querschnitts-Fläche 
vor. Wenn Strom fließt, dann sind das eben soundsoviel Ladungen pro 
Sekunde, die durch diese Fläche marschieren. Ist der Leiter dick, dann 
verteilen sich die hindurchgehenden Ladungen eben auf ne große Fläche, 
ist er dünn, dann müssen sie eben durch ne kleinere Fläche hindurch, was 
dann eben "Ladung/Fläche" erhöht.

So, und Feldlinien sind eher was zum Veranschaulichen des magnetischen 
Flusses. Elektrisch kann man sich ne Ladung ja als kleinen mit 
Einheitsladung vollgepumpten Golfball vorstellen, beim magnetischen 
Pendant geht das nicht, da sollte man sich ne "elementare Magnetladung" 
eher vorstellen als einen dehn- und formbaren sehr dünnen 
Hulahoop-Reifen aka Feldlinie, aber mit einer Gerichtetheit (also innen 
drin ein Einbahnstraßenschild). Dieser Reifen ist immer geschlossen, 
auch dann, wenn er so groß ist, daß er mitten durch's Unendliche geht 
(und auf der anderen Seite des Unendlichen zurückkommt). Und verbiegen 
kann man den Hulahoop-Reifen auch, z.B. mit nem Stück Eisen.

Das was du im Elektrischen als Feldlinie ansiehst, ist nicht in 
Flußrichtung, sondern immer senkrecht dazu, es sind Linien bzw. Flächen 
gleichen Potentials. Schmeiß das nicht durcheinander.

W.S.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite
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beide Integrale sind nach oben offen

Das bedeutet der skalare Faktor hat keine Bedeutung da ε0*∞ = ∞
Für das Integral ausschlaggebend ist lediglich das Vektorprodukt.

Namaste

: Bearbeitet durch User
Autor: Günter Lenz (Gast)
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Michael schrieb:
>Und das die Einheit Coulomb also die Ladung ist würde ich auch gerne
>verstehen.
>Ich meine es fließt ja hier kein Strom.

Der ist schon geflossen, und zwar eine Sekunde lang 1A.

Autor: M.A. S. (mse2)
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Michael schrieb:
> udem steht auf der Seite
> https://elektroniktutor.de/elektrophysik/efeld.html
> zum einenψ=∫AE⃗ ⋅dA⃗ \psi=\int\limits_A\vec{E}\cdot d\vec{A}und zum
> anderenψ=∫AD⃗ ⋅dA⃗ \psi=\int\limits_A\vec{D}\cdot d\vec{A}.
> Aber beides kann ja nicht sein, wenn D doch definiert ist alsD⃗ =ε0⋅E⃗

Kann nicht und ist auch nicht:
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrischer_Fluss

Autor: M.A. S. (mse2)
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Michael schrieb:
> Und das die Einheit Coulomb also die Ladung ist würde ich auch gerne
> verstehen.
> Ich meine es fließt ja hier kein Strom.

Eine der Maxwellgleichungen sagt, dass das Integral von D über eine 
geschlossene Hüllfläche gleich der eingeschlossenen Ladung ist. Sprich: 
der Fluss durch die geschlossene Hüllfläche gleicht der eingeschlossenen 
Ladung.

Zudem: (betrachte dazu in dem von Dir angegebenen Link im Abschnitt 
Influenz die Abbildung mit dem Plattenkondensator und den 
eingeschobenen, kleineren parallelen Metallplatten)

https://elektroniktutor.de/elektrophysik/efeld.html

Die hier nach der Trennung auf dem kleinen Platten befindlichen 
Influenzladungen entsprechen dem elektischen Fluss.
Somit macht es Sinn, dass Fluss und Ladung die gleiche Einheit haben.

Das ist physikalisch nicht zwingend, man hätte den Fluss auch als E*dA 
definieren können. D*dA ist aber praktischer. (Wobei das wie immer 
Geschmackssache ist, das steht ja letztendlich auch so im Wiki-Artikel 
zum Thema).

: Bearbeitet durch User
Autor: Markus W. (dl8mby)
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Hallo Michael,

hier was zum Lesen,

http://web.mit.edu/viz/EM/visualizations/coursenotes/modules/guide11.pdf

siehe auch ==> guide01.pdf ... guide14.pdf

Gruß
Markus
DL8MBY

Autor: M.A. S. (mse2)
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Markus W. schrieb:
> Hallo Michael,
>
> hier was zum Lesen,
>
> http://web.mit.edu/viz/EM/visualizations/coursenotes/modules/guide11.pdf
>
> siehe auch ==> guide01.pdf ... guide14.pdf
>
> Gruß
> Markus
> DL8MBY

Vielen Dank für diesen Link. :)

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