Elektrische Feldenergie

Die elektrische Feldenergie ist die Energie, die in einem elektrischen Feld auftritt.

Erklärung

Die elektrische Feldenergie entspricht der Energie, die aufgewendet werden musste, um das elektrische Feld aufzubauen. Sie wird mithilfe des Feldes, beziehungsweise mit den Eigenschaften des Plattenkondensators beschrieben.

Tipp

In Aufgaben musst du dir die Größen zur Berechnung der elektrischen Feldenergie, wie die Spannung U oder die Kapazität C, oft noch selbst anhand der hierfür notwendigen Formeln berechnen.

Beispiel 1: Spannung berechnen

Auf einem Kondensator befinden sich 20 Coulomb an Ladung. Es liegt eine Spannung von 30 Volt an. Welche elektrische Feldenenergie hat das vom Kondensator aufgespannte elektrische Feld.

Lösung

\underline \textsf{Gegeben}\underline \textsf{Gegeben}

\underline \textsf{Gesucht}\underline \textsf{Gesucht}

\underline \textsf{Formel}\underline \textsf{Formel}

\underline{\textbf{Lösungsweg}}$\underline{\textbf{Lösungsweg}}$

Beispiel 1: Spannung berechnen

Eine Gewitterwolke kann näherungsweise zusammen mit dem Boden als Kondensator beschrieben werden. Die Wolke hat eine Fläche von 200 m² und befindet sich 1500 m über dem Boden. Die Spannnung kurz vor Blitzschlag beträgt ca. 80000 Volt. Welche elektrische Feldenergie baut dieses Gewitter auf?

Lösung

\underline \textsf{Gegeben}\underline \textsf{Gegeben}

\underline \textsf{Gesucht}\underline \textsf{Gesucht}

\underline \textsf{Formel}\underline \textsf{Formel}

\underline{\textbf{Lösungsweg}}$\underline{\textbf{Lösungsweg}}$

Die Luft hat eine Permittivität \varepsilon_r$\varepsilon_r$ von 1$1$. Du kannst jetzt also einsetzen: