Das Coulombsche Gesetz

Das Coulombsche Gesetz wurde von Charles Coulomb erfunden, einem französischen Physiker, der 1785 für die Akademie der Wissenschaften in Paris arbeitete. Er war für die Sammlung verschiedener Experimente mit geladenen Körpern zuständig. Durch diese Experimente gelang es ihm, mehrere Ergebnisse zu erzielen, die zusammen das sind, was wir heute als Coulombsches Gesetz kennen.

Wie wird die Kraft durch das Coulombsche Gesetz ermittelt?

Das Coulombsche Gesetz ist die Beziehung, die sich aus den Wechselwirkungen (Kräfte, die durch ein elektrisches Feld ausgeübt werden) zwischen Ladungen ergibt. In der Folge wird das Ergebnis der Ladung nach dem internationalen System durch den Buchstaben Q symbolisiert und seine Maßeinheit ist das gleiche Coulomb (C).

Um die Kraft mit Hilfe des Gesetzes mit zwei Ladungen zu erhalten, müssen wir die folgende Formel anwenden:

• F = Coulombsche Kraft
• |Q| = erste Punktladung (C)
• |q| = zweite Punktladung (C)
• r = Abstand zwischen zwei Punktladungen (meter)
• kc = elektrostatische Konstante, 8,988-10 ⁹ ·C^-2

Im Fall des Coulombschen Gesetzes mit drei Ladungen zeigt sich, dass diese die Form eines Dreiecks haben. Im Falle von drei Kräften ist die Methode, die wir zur Ermittlung der resultierenden Kraft verwenden, das Parallelogramm:

Fr² = F²_1,2+F²_1,3+2F_1,2F_1,3cos∅

Das Ausmaß der elektrischen Kräfte, die die Fähigkeit zur Anziehung und Abstoßung zwischen Ladungen haben, richtet sich nach dem Prinzip der Elektrostatik oder dem von Charles Coulomb entdeckten Gesetz. Da es sich um eine Vektorgröße handelt, wird sie in Form eines Vektors ausgedrückt:

Der Vektor von F = elektrische Kraft
Der Vektor von ur=unitärer Vektor

Ist das Ergebnis der Kraft positiv, spricht man von einer abstoßenden Kraft, ist das Ergebnis negativ, von einer anziehenden Kraft.

Das Coulombsche Gesetz K hängt vom Medium ab und kann durch die Dielektrizitätskonstante oder Permittivität des Mediums ausgedrückt werden.

ε=ε₀ à die Permittivität des Vakuums (8.85 ·10 ^-12 C² /N·m²)

Bei welchen Anwendungen können wir das Gesetz finden?

Dieses Gesetz findet sich zum Beispiel in verschiedenen Anwendungen wieder:

• Ein Elektromagnet

• Elektrische Motoren

• Atome

• Mit elektrostatischer Elektrizität aufgeladener Globus

Die Anwendung, bei der das Coulombsche Gesetz notwendig ist, ist die Untersuchung der kristallinen Struktur. Die Ionen in dieser kristallinen Struktur sind für den Ausgleich der elektrischen Kräfte verantwortlich. Mit Hilfe dieser Kräfte ist es möglich, eine einfachere Studie der Kristallstruktur zu erstellen, die wir benötigen.