Grundzusammenhänge der Elektrotechnik: Ladungen — Felder — by Herbert Kindler, Klaus-Dieter Haim (auth.)

By Herbert Kindler, Klaus-Dieter Haim (auth.)

Dieses Lehrbuch vermittelt in systematischer shape die für das Verständnis und die praktische Anwendung elektrotechnischer Erscheinungen notwendigen Grundlagen. Die theoretischen Zusammenhänge werden aus vorstellungsmäßig leicht verständlichen Beobachtungen entwickelt. Deren Handhabung sowie technische Anwendung wird durch zahlreiche Beispiele unterstützt. Die Darstellung in dem Buch ist so gewählt, dass Studierende aller technisch orientierten Studiengänge, bei denen die Grundlagen der Elektrotechnik Bestandteil der Ausbildung sind, dieses sowohl vorlesungsbegleitend als auch zum Selbststudium nutzen können. Eine feldorientierte Betrachtungsweise zielt auf das Begreifen der Elektrotechnik in ihrer Vielfalt als eine Gesamterscheinung hin und schafft zugleich den gedanklichen Anschluss an die theoretische Elektrotechnik.

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Streng genommen gilt dieser proportionale ZuG G sammenhang zwischen D und E nur für isotrope Dielektrika, auf die sich die Betrachtungen hier beschränken. Isotrop bedeutet, dass der Soffparameter H richtungsunabhängig ist. B. nicht bei bestimmten Kristallen. 23) - relative Dielektrizitätskonstante Für technisch relevante Dielektrika ist H r in der Regel konstant. 1 zusammengestellt. 1 35 Relative Dielektrizitätskonstante für verschiedene Stoffe Stoff Asphalt Bernstein Eis (  20 o C ) Erde, trocken Erde, feucht Glas Glimmer Gummi Holz Luft Mikanit Papier, trocken Papier, ölgetränkt Parafin Polyethylen (PE) Polyethylen (VPE) Polyvinylchlorid (PVC) Porzellan Transformatorenöl Wasser, destilliert Hr 1,8 } 2,6 2,9 16 3,9 29 5 } 16 4 } 10 2,5 } 3 2,5 } 6,8 1,0006 4,5 } 6 2,3 3,9 2 } 2,3 2,4 2,3 3,1 } 3,5 4,5 } 6,5 2,2 }2,5 80 Die Flächenladung an der Oberfläche des Dielektrikums führt in analoger Weise wie bei der Influenz auch außerhalb des Dielektrikums zum Aufbau eines sekundären elektrischen Feldes.

Es findet also in diesem Sinne keine „echte“ Ladungstrennung statt. Die Polarisation bewirkt lediglich, dass am Rand eines jeden solchen Teilbe- 34 4 Elektrostatisches Feld reichs eine „scheinbare“ Flächenladung auftritt. Diese wird aber in ihrer Wirkung im Innern des Dielektrikums durch diejenige der angrenzenden Teilbereiche wegen des jeweils anderen Vorzeichens aufgehoben. An der Oberfläche des Dielektrikums fehlt jedoch diese aufhebende Wirkung, so dass die dort auftretende „scheinbare“ Flächenladung in analoger Weise wie die tatsächliche Flächenladung im Falle der Influenz ein sekundäres elektrisches Feld aufbaut.

1). 2) e - Elementarladung hingegen ist wie die Elektrizität selbst naturgegeben. Das „Quantum“ Elementarladung steht in einem festen Zusammenhang zu den betreffenden Elementarteilchen. Sie werden daher auch als Träger dieser Elementarladung aufgefasst. So wie diese Elementarteilchen nicht teilbar sind, so ist auch die Elementarladung als kleinstes Ladungsquantum nicht teilbar. Jede beliebige Ladung kann damit nur als ein ganzzahliges Vielfaches der Elementarladung (gequandelt) auftreten. 4) Q !

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