Elektrische Ladung: Beispiele, Einheit und berechnen

Die elektrischen Ladung sehen wir uns hier an. Kurzfassung der Inhalte:

• Eine Erklärung, was elektrische Ladungen sind, welche es gibt und wie sie sich verhalten.
• Viele Beispiele rund um elektrische Ladungen.
• Aufgaben / Übungen damit ihr selbst euer Wissen zu diesem Thema testen könnt.
• Ein Video, welches sich mit elektrischen Ladungen befasst.
• Ein Frage- und Antwortbereich zu diesem Thema.

Erklärung elektrische Ladung

Klären wir zunächst die Grundlagen: Was ist eine elektrische Ladung und welche elektrischen Ladungen gibt es?

Positive Ladungen werden dabei mit einem plus (+) gekennzeichnet und negative Ladungen werden mit einem minus (-) gekennzeichnet. Diese zeigen auch untereinander bestimmte Verhaltensweisen, die wir uns gleich einmal ansehen.

Wir nehmen nun zwei geladene Kugeln. Eine positiv geladene Kugel und eine negativ geladene Kugel. Diese beiden ziehen sich gegenseitig an:

Zwei positiv geladene Kugeln stoßen sich ab:

Auch zwei negativ geladene Kugeln stoßen sich ab:

Anziehen und Abstoßen:

• Gleiche Ladungen stoßen sich ab.
• Ungleiche Ladungen ziehen sich an.

Im den Fächern Chemie und Physik befasst man sich immer wieder mit dem Aufbau von Atomen. Hier bringt man den Schülern und Schülerinnen bei, dass es im Kern eines Atoms Protonen gibt und in der Hülle Elektronen. Die Protonen sind dabei positiv und die Elektronen negativ.

Ein Körper der nach außen hin negativ wirkt hat einen Elektronenüberschuss. Einen Körper der nach außen hin positiv wirkt fehlen hingegen Elektronen (Elektronenmangel). Natürlich gibt es auch noch eine dritte Möglichkeit: Der Körper ist elektrisch neutral. In diesem Fall sind es gleich viele Protonen und Elektronen. Sehen wir uns dies noch einmal mit Bildern an.

Insgesamt negativ geladener Körper:

Insgesamt positiv geladener Körper:

Elektrisch neutraler Körper:

Die kleinstmögliche elektrische Ladung nennt man Elementarladung. Jede elektrische Ladung ist ein Vielfaches dieser Elementarladung

Formelzeichen und Einheit:

Wie schwer jemand ist gibt man meistens in Kilogramm an. Die Höhe eines Buches gibt man meistens in Zentimeter an. Wie misst man jedoch die Menge an Ladungen? Dies macht man natürlich nicht in Kilogramm oder Zentimeter, sondern in Coulomb. Dies kürzt man ganz einfach mit einem C ab. Die kleinstmögliche Ladung ist die Elementarladung "e". Sie beträgt:

• e = 1,602 · 10^-19 C

Formel Ladung Körper:

Man kann die Ladung eines Körpers mit der folgenden Gleichung berechnen:

Dabei gilt:

• "Q" ist die Ladungsmenge in Coulomb
• "N" ist die Anzahl der Ladungen
• "e" ist die Elementarladung mit 1,602 · 10^-19 C

Ein Beispiel mit Zahlen findet ihr weiter unten.

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Beispiele elektrische Ladung

In diesem Abschnitt werden Beispiele zu elektrischer Ladung vorgestellt. Diese Beispiele entsprechen dem, was oftmals in der Schule behandelt wird.

Beispiel 1:

Fülle den folgenden Lückentext aus:

• Ungleichnamige Ladungen ___________ einer an.
• Gleichnamige Ladungen ___________ einander ab.

Lösung:

• Ungleichnamige Ladungen ziehen einer an.
• Gleichnamige Ladungen stoßen einander ab.

Beispiel 2:

Diese Aufgabe wird im Normalfall nicht in der 5. Klasse behandelt, sondern erst später. Sie soll zur Vollständigkeit hier dennoch aufgeführt werden. Zur Aufgabe: Die Anzahl an Ladungen sei 6,24 · 10¹⁷. Wie groß ist die Gesamtladung?

Lösung:

Zur Lösung der Aufgabe verwenden wir die Formel

Wir wissen auch, wie groß die Elementarladung e ist:

Die Anzahl der Ladungen findet sich in der Aufgabenstellung. Wir müssen also nur noch einsetzen und Q berechnen.

Die Gesamtladung ist somit 0,1 C.

Übungen / Aufgaben zur elektrischen Ladung

Aufgabe 1: Welche zwei Ladungen ziehen sich gegenseitig an?

• anziehen geht nicht
• positiv und negativ
• negativ und negativ
• positiv und positiv

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Video elektrische Ladung

Fragen mit Antworten zu elektrischen Ladungen