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Moderiert von Ueli rlk
Physik » Elektrodynamik » Zeichnen von Äquipotentiallinien
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Universität/Hochschule J Zeichnen von Äquipotentiallinien
lissy1234567
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2017-11-09 15:17


Hallo,

Ich habe eine Frage. Dazu folgender Gedankengang:

Wir betrachten ein elektrisches Feld einer positiven Punktladung und bringen eine positive Porbeladung ein. Um Potentiallinien zeichnen zu können, wähle ich die Punktladung als Ausgangspunkt/Bezugspunkt aus. Nun gehe ich vom Ausgangspunkt mit der Probeladung "nach außen", also entferne mich von der Punktladung, bis zu einem beliebigen Punkt. Die verrichtete Arbeit kann ich nun messen. Alle Punkte, an denen die Arbeit gleich ist, werden verbunden und bilden besagte Linien.
Soweit hab ich alles verstanden.
Jetzt frage ich mich aber Folgendes:
Zwei positive Ladungen wie in meinem Beispiel eben stoßen sich ja von Natur aus ab. Das heißt, wenn ich die Probeladung von der Punktladung entferne, so wird doch gar keine Arbeit verrichtet (also wenn ich sie nicht entlang der E-Feldlinien, sondern entlang eines beliebigen Weges bewege) oder? Kann mir da jemand erklären, was ich da falsch verstanden habe.
Ich denke, würde man einen anderen Ausgangspunkt wählen und die Probeladung auf die Punktladung zubewegen, so würde Arbeit verrichtet, da sie sich normalerweise ja abstoßen würden.

Liegt mein Fehler vielleicht darin, dass bei einer Bewegung, die NICHT entlang der E-Feldlinien geht, immer Arbeit verrichtet werden muss, ganz egal in welche Richtung ich die Probeladung bringe?

Vielen Dank!
lissy :)



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jacha2
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2017-11-09 22:15


Salut,

vorab: Die Äquipotentiallinien sind nur die Schnitte der Äquipotentialflächen mit einer Ebene, mit der des Papiers in diesem Falle.

2017-11-09 15:17 - lissy1234567 im Themenstart schreibt: ...Zwei positive Ladungen wie in meinem Beispiel eben stoßen sich ja von Natur aus ab. Das heißt, wenn ich die Probeladung von der Punktladung entferne, so wird doch gar keine Arbeit verrichtet (also wenn ich sie nicht entlang der E-Feldlinien, sondern entlang eines beliebigen Weges bewege) oder? Kann mir da jemand erklären, was ich da falsch verstanden habe.
Ob es sich um "Arbeitsverrichtung" oder um "Arbeitsgewinnung" handelt, ist nur davon abhängig, ob sich die Entfernung zwischen den beiden vergrößert oder verringert. Entfernt sich die Probeladung Deines Systems von der examinierten Punktladung, verrichtet sie eben Arbeit (an Deinem Zeichenstift meinetwegen, oder an sich selber, indem sie beschleunigt) ...
2017-11-09 15:17 - lissy1234567 im Themenstart schreibt: ...Ich denke, würde man einen anderen Ausgangspunkt wählen und die Probeladung auf die Punktladung zubewegen, so würde Arbeit verrichtet, da sie sich normalerweise ja abstoßen würden.
...genau, wenn sie sich nähern soll, verrichtet umgekehrt Dein Zeichenstift an ihr seine Arbeit, indem er sie den "Potentialberg" zur examinierten Punktladung '"hinaufschiebt".

Vielleicht hilft diese begriffliche Analogie zum Gravitationspotential, auch wenn dessen Vorzeichen entgegengesetzt ist.

2017-11-09 15:17 - lissy1234567 im Themenstart schreibt: ...Liegt mein Fehler vielleicht darin, dass bei einer Bewegung, die NICHT entlang der E-Feldlinien geht, immer Arbeit verrichtet werden muss, ganz egal in welche Richtung ich die Probeladung bringe?...
Olé, oben hast Du doch im Gegenteil richtigerweise behauptet, daß Arbeit verrichtet wird, wenn die Probeladung sich von der examinierten Ladung wegbewegt. Meinetwegen auch entlang der "Diretissima", nämlich entlang einer E-Feldline. Wohlan:
ΔW=0 gilt genau dann bei irgendwelchen Schiebungen Deiner Probeladung, wenn diese
1. entweder auf einer Äquipotentialfläche um die Ladung herum verlaufen (also senkrecht zu E-Feldlinien)
2. oder sie sich zwar wegbewegt - egal wohin - , sofern sie nur am Ende der Reise auf derselben Äquipotentialfläche wieder ankommt. Also bei einer Punktladung im gleichen Abstand wie bei Reiseantritt. Aber nicht notwendigerweise am Ausgangsort. Weil am ENDE und nicht während der Reise abgerechnet wird, wo's mal bergauf und mal bergab gehen kann.  
Das ist ja eben ein wichtiger Nutzen des skalaren Potentials als physikalischer Größe.

Adieu




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lissy1234567
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2017-11-10 09:17


Vielen Dank für die ausführliche Antwort. Mir ist aber trotzdem meine eigentliche Frage noch etwas unklar.

Du sagst ja, im betrachteten Beispiel: Wenn sich die Probeladung wegbewegt, so verrichtet sie an sich selbst Arbeit, bewegt sie sich hin, so verrichtet mein Bleistift Arbeit (1. Frage - was heißt das? Was ist die physikalische Größe für meinen Stift :D).

Was mich noch verwirrt, ist, dass - wie ich auch schon gut verstanden habe- die Potentialdifferenz 0 ist, wenn man von einem Punkt A der Äquipotentialfläche ausgeht zu meinetwegen einem Punkt B und auf irgendeinem Weg zurück kehrt.
Da wird dann von B nach A Arbeit verrichtet und von A nach B Arbeit gewonnen oder? Weil es kann ja keine Arbeit auf Hin- und Rückweg verrichtet werden, da es sonst ja nicht 0 wird?
Arbeitsgewinn heißt ja auch negative Potentialdifferenz oder?

Und wie gehe ich einfach im Allgemeinen vor, wenn ich eine positive Punktladung gegeben habe, eine positive Probeladung und die Potentiallinien/flächen zeichnen soll? (zeichnerisch)



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lissy1234567
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, vom Themenstarter, eingetragen 2017-11-10 13:39


Hab es inzwischen verstanden :)



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lissy1234567 hat die Antworten auf ihre/seine Frage gesehen.
lissy1234567 hat selbst das Ok-Häkchen gesetzt.
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