1.2 Elektrischer Fluss durch eine Kreisfläche
Das Gaußtheorem ist ein nützliches Hilfsmittel zur
Charakterisierung von Feldern mit Quellen (und Senken). Es wird hier
eingesetzt, um den Fluss von elektrischen Feldern durch eine ebene
Kreisfläche zu berechnen. Eine alternative Rechnung zeigt, dass man
es auch ein wenig komplizierter machen kann.
Aufgabenstellung
Auf einer Achse, die senkrecht durch das Zentrum einer Kreisfläche mit
Radius
verläuft, ist in dem Abstand
von dem Zentrum eine
Punktladung
angebracht (Abb. 0.1).
- (i)
- Berechne den elektrischen Fluss durch die Kreisfläche
- (a)
- durch geschickte Anwendung des Gaußtheorems
und
- (b)
- durch direkte Auswertung des Flussintegrals über die vorgegebene
Kreisfläche.
- (ii)
- In dem Abstand
wird auf der gegenüberliegenden Seite der
Kreisfläche eine zweite Punktladung
angebracht
(Abb. 0.1). Wir groß muss diese Ladung sein, damit der
Nettofluss durch die Kreisfläche verschwindet?
Abbildung 0.1:
Das Flussproblem
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Fragen
zur schrittweisen Gewinnung der Lösung
Aufruf
der Lösung
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<Elektrodynamik und spezielle Relativitätstheorie, Aufgabensammlung> R. Dreizler C. Lüdde
2005