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Wird die Probeladung von einem Punkt im Raum zu einem anderen bewegt, so ist hierfür aufgrund der auf die Ladung wirkenden Kraft eine Arbeit notwendig. Die potentielle Energie der bewegten Ladung ändert sich entsprechend:
∆ ∙ ∆
Die auftretende Potentialdifferenz ∆φ wird als elektrische Spannung U bezeichnet. Bei Bewegungen senkrecht zur Kraftrichtung ist keine Arbeit notwendig, es tritt keine Veränderung der potentiellen Energie auf. Diese Orte konstanten Potentials werden Äquipotentiallinien oder Äquipotentialflächen genannt. Sie können zusätzlich zu den Feldlinien in die Feldbilder eingetragen werden und stehen stets senkrecht auf den Feldlinien. Abbildung 2.2 zeigt eine Kugelladung mit radial nach außen gerichteten Feldlinien und den zugehörigen Äquipotentiallinien.
Abbildung 2.2: Darstellung des elektrostatischen Feldes durch Feldlinien und Äquipotentiallinien
Elektrische Felder sind immer dann vorhanden, wenn zwischen zwei Punkten eine Potentialdifferenz, also eine elektrische Spannung besteht oder Ladungen im Raum vorhanden sind. In einem homogenen Feld kann die Feldstärke direkt als der Quotient aus der Spannung (U in Volt) zwischen zwei Äquipotentiallinien und deren Abstand d angegeben werden.
/
Im inhomogenen Feld gilt die differentielle Beziehung
E-gradφ .
Das elektrostatische Feld ist ein Quellenfeld, wobei die Ladungen die Quellen darstellen.
2.1.2 Magnetische Felder
Werden Ladungen in einem magnetischen Feld bewegt, so wird eine elektrische Feldstärke induziert, die senkrecht auf dem Geschwindigkeitsvektor v und dem Vektor
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