Coulombsches Gesetz Rechner

Mit diesem Rechner für elektrische Kraft kannst du die abstoßende oder anziehende Kraft zwischen zwei statisch geladenen Teilchen bestimmen. Lies weiter, um das Coulombsche Gesetz, seine Gültigkeitsbedingungen und die physikalsche Intepretation deines Ergebnisses besser zu verstehen.

Das Coulombsche Gesetz gehört zu den Abstandsgesetzen und beschreibt die elektrostatische Kraft, die zwischen zwei Ladungen wirkt. Die Kraft wirkt entlang der Verbindungslinie zwischen den beiden Ladungen. Sie ist abstoßend, wenn beide Ladungen das gleiche Vorzeichen haben, und anziehend, wenn sie entgegengesetzte Vorzeichen haben.

Das Coulomb-Gesetz lautet:

wobei:

• $F$ – die elektrostatische Kraft zwischen den Ladungen (in Newton),
• $q_1$ – die Größe der ersten Ladungsmenge (in Coulomb),
• $q_2$ – die Größe der zweiten Ladungsmenge (in Coulomb),
• $r$ – der kürzeste Abstand zwischen den Ladungen (in m),
• $\mathrm{k_e}$ – die Coulomb-Konstante, eine Konstante für elektrische Ladungen im Vakuum ist. Sie ist gleich $8,98755 \cdot 10^9 \ \mathrm{\frac{N\cdot m^2}{C^2}}$. Manchmal wird sie auch als $\mathrm{k_e = \frac{1}{4 π ε_0}}$ dargestellt, wobei ε die elektrische Feldkonstante ist. Dieser Wert ist bereits in unserem Rechner integriert – du musst ihn dir also nicht merken :)

Gib einfach drei beliebige Werte in unseren Rechner für elektrostatische Kraft ein, um den vierten als Ergebnis zu erhalten.

Um das elektrische Potenzial an einem Punkt zu berechnen, das entweder durch eine einzelne Punktladung oder ein System von Punktladungen entsteht, schau dir unseren Elektrisches Potenzial Rechner 🇺🇸 an. Wir haben ebenfalls einen Rechner für Elektrisches Feld 🇺🇸 für Punktladungen.

Die Einheit für die elektrische Ladung ist ein Coulomb (Symbol: C). Sie wird als jene Ladung definiert, die durch einen konstanten Strom von 1 Ampere in einer Sekunde transportiert wird. Daher: $\mathrm{1 \ C = 1 \ A \cdot 1 \ s}$ in SI-Einheiten.

Wenn du nicht mehr weißt, was ein Ampere ist, schau zu unserem Ohmsches Gesetz Rechner.

Drei wichtige Bedingungen müssen erfüllt sein, damit der Rechner für elektrostatische Kräfte gültige Werte liefert:

1. Die Ladungen müssen stationär sein – sie dürfen sich nicht zueinander hinbewegen.
2. Man geht von Punktladungen aus. Diese Annahme gilt genauso für alle Ladungen, die kugelförmig und symmetrisch sind. Eine geladene Metallkugel zum Beispiel erfüllt diese Bedingung, eine geladene Metallbox jedoch nicht.
3. Ladungen dürfen sich nicht überschneiden – sie müssen voneinander getrennt sein und den Mindestabstand beibehalten.

Die mithilfe unseres Coulomb-Gesetz-Rechners ermittelte Kraft kann entweder positiv oder negativ sein. Eine positive Kraft bedeutet eine abstoßende Wechselwirkung zwischen den Ladungen. Negative Kraft bedeutet, dass die Wechselwirkung anziehend ist.

Ist dir aufgefallen, dass die Standardeinheit für die Ladung in unserem Rechner ein Nano-Coulomb (nC) ist? Das liegt daran, dass die typische Größenordnung einer elektrischen Ladung $\mathrm{10^{-6} \ C}$ oder sogar $\mathrm{10^{-9} \ C}$ ist.