Berechnen Sie in dielektrischen Medien die elektrische Feldstärke E = k·q/(εᵣ·r²), das elektrische Potenzial V = k·q/(εᵣ·r), die Kraft auf eine Ladung F = q·E oder den Abstand. Auch die Bewegung geladener Teilchen lässt sich bestimmen.
Eingaben
Wählen Sie die Einheitenskala: 1 µC = 10⁻⁶ C, 1 nC = 10⁻⁹ C, 1 e = +1,602×10⁻¹⁹ C.
Wird zur Ableitung der Kraft F = q·E und der potentiellen Energie U = q·V verwendet.
Vorgefertigte Szenarien
elektrisches Feld und Potenzial
—
Geben Sie eine Ladung und einen Abstand ein, um die Feldstärke und das Potenzial zu berechnen.
Feldstärke (E)—
Feldstärke (V/m)—
Elektrisches Potenzial (V)—
Stärke in Testladung (F)—
Potenzielle Energie (U)—
Dielektrisches Medium (εᵣ)—
Auf einem Feld eine Ladung erzwingen
Hinweis: 1 N/C entspricht 1 V/m.
Stärke im Amt
—
Geben Sie eine Feldstärke und Ladung ein, um die elektrostatische Kraft zu berechnen.
Berechnen Sie die Distanz
Löst E = k·q / (εᵣ·r²) für den Abstand: r = √(k·|q| / (εᵣ·E)).
Ladeentfernung
—
Geben Sie eine Ladung und eine Zielfeldstärke ein, um die Entfernung zu ermitteln.
Teilchendynamik im Feld
C
kg
Berechnet die elektrostatische Kraft F = q·E und die Beschleunigung a = F / m in einem gleichmäßigen Feld.
Teilchenbeschleunigung
—
Geben Sie die elektrische Feldstärke ein, um die Teilchenbeschleunigung zu berechnen.
Beschleunigung (a)—
g-äquivalente Kraft—
Elektrostatische Kraft (F)—
Teilchenladung (q)—
Partikelmasse (m)—
2 Min. Lesezeit3 Schritte6 Begriffe3 Beispiele5 häufig gestellte FragenE = \frac{k \cdot q}{\varepsilon_r \cdot r^2} = \frac{1}{4\pi…
Ein elektrisches Feld ist ein grundlegendes Kraftfeld, das jede elektrische Ladung umgibt.
Wählen Sie, ob die elektrische Feldstärke E aus einer Punktladung und Entfernung (E = k·q / r²), aus der gemessenen elektrostatischen Kraft pro Ladung (E = F / q) oder rückwärts nach der Entfernung (r = √(k·|q| / E)) berechnet werden soll. Sie können auch das umgebende Medium (Vakuum, Luft, Wasser, Glas oder Silizium) auswählen.
2
Geben Sie Werte und Einheitenskala ein
Geben Sie die Ladung der Quelle (in C, µC, nC, pC oder e) und den Abstand (in m, cm, mm, µm, nm oder Å) ein. Sie können auch eine Testladung bereitstellen, um die darauf ausgeübte elektrostatische Kraft F = q·E anzuzeigen.
3
Überprüfen Sie Feldstärke und Kinematik
Der Rechner zeigt die elektrische Feldstärke in N/C und V/m, das elektrische Potential V in Volt, die elektrostatische Energie U, die Feldvektorrichtung und die Teilchenbeschleunigung (a = qE/m) für Elektronen oder Protonen an.
Formulierung des Coulombschen Gesetzes für das elektrische Feld, das von einer Punktladung q in einem radialen Abstand r in einem dielektrischen Medium mit relativer Permittivität εr erzeugt wird. Coulombsche Konstante k ≈ 8,9875517923 × 10⁹ N·m²/C².
Feldstärke aus Kraft pro Ladungseinheit
E = \frac{F}{q_{\text{test}}}
Die grundlegende Felddefinition: Der elektrische Feldvektor E ist die elektrostatische Kraft F, die pro an diesem Ort platzierter positiver Testladungseinheit auftritt.
Einen Angriff in einem Feld erzwingen
F = q \cdot E
Die Kraft, die ein elektrisches Feld E auf eine beliebige Ladung q ausübt. Positive Ladungen erfahren Kraft in Feldrichtung; Negative Ladungen erfahren eine Kraft entgegen der Feldrichtung.
Elektrisches Potenzial und potenzielle Energie
V = \frac{k \cdot q}{\varepsilon_r \cdot r}, \quad U = q_{\text{test}} \cdot V = \frac{k \cdot q \cdot q_{\text{test}}}{\varepsilon_r \cdot r}
Elektrisches Potential V (in Volt), das durch eine Punktladung erzeugt wird, und die elektrostatische potentielle Energie U (in Joule oder eV), die im Zweiladungssystem gespeichert ist.
Kinematik geladener Teilchen
a = \frac{q \cdot E}{m}, \quad K = q \cdot \Delta V = \frac{1}{2} m v^2
Das zweite Newtonsche Gesetz gilt für ein geladenes Teilchen der Masse m und der Ladung q in einem gleichmäßigen elektrischen Feld E und berechnet die Beschleunigung und den kinetischen Energiegewinn.
✓
Allgemeine Referenz
Vertrauen, Methodik und Quellen
Verfasst von Calculover Editorial Team · Aktualisiert 2026-07-31▸
Redaktionelle Verantwortung
Autor: Calculover Editorial Team - Redakteur
Verantwortlich: Calculover Editorial Team - Redaktionell Verantwortlicher
Zuletzt geprüft: 2026-07-31
Zuletzt verifiziert: 2026-07-31
Methodik
Grenzen und Hinweise
Dieser Rechner verwendet die international empfohlenen physikalischen Konstanten CODATA 2022/NIST für Präzisionsberechnungen in der Physik und Elektrotechnik.
Fachlicher Hinweis:
Primärquellen
📖
Glossar
Wichtige Begriffe erklärt
6 Begriffe▸
Ein Vektorfeld, das die elektrische Kraft pro Ladungseinheit darstellt, die auf eine positive Testladung an einem Punkt im Raum ausgeübt wird, gemessen in Newton pro Coulomb (N/C) oder Volt pro Meter (V/m).
Die Proportionalitätskonstante in elektrostatischen Gleichungen, k = 1/(4πε₀) ≈ 8,9875517923 × 10⁹ N·m²/C², abgeleitet aus der Lichtgeschwindigkeit und der Vakuumdurchlässigkeit.
Die physikalische Konstante, die die Fähigkeit des klassischen Vakuums angibt, elektrische Feldlinien zuzulassen, ε₀ ≈ 8,8541878128 × 10⁻¹² F/m (oder C²/(N·m²)).
Ein dimensionsloses Verhältnis, das angibt, wie stark ein Medium das elektrische Nettofeld im Vergleich zum Vakuum reduziert (εᵣ = 1 für Vakuum, ~1,00059 für Luft, 80 für Wasser, 3,9 für Quarzglas).
Die elektrostatische potentielle Energie pro Ladungseinheit an einem Punkt im Raum, gemessen in Volt (1 V = 1 J/C = 1 N·m/C).
Eine idealisierte, verschwindend kleine Ladung, mit der die Stärke und Richtung eines elektrischen Felds ermittelt werden kann, ohne die Ladungsverteilung der Quelle zu verändern.
👥
Beispiele
Beispiele aus der Praxis
3 Praxisbeispiele▸
🧪
Physikstudent berechnet die Feldstärke um eine Mikrocoulomb-Ladung
E = (8,98755 × 10⁹ × 10⁻⁶) / (1,0006 × 0,1²) ≈ 898.225 N/C (oder V/m). Das Feld zeigt von der positiven Ladung radial nach außen.
⚛️
Atomphysiker misst das elektrische Atomfeld im Bohr-Radius
Proton (+e) bei 0,0529 nm (Bohr-Radius)
Ladung (q) +e (1,602 × 10⁻¹⁹ C)Entfernung (r) 0,529 Å (5,2918 × 10⁻¹¹ m)
E ≈ 5,14 × 10¹¹ N/C. Das immense elektrische Feld auf atomarer Ebene hält das Elektron mit einem elektrischen Potential V ≈ 27,2 V an den Kern gebunden.
⚡
Elektroingenieur überprüft die Elektronenbeschleunigung in CRT oder Ionenstrahlruder
Elektron in einem gleichmäßigen Feld von 1.000 N/C
Feldstärke (E) 1.000 N/CPartikel Elektron (q = -e, m = 9,109 × 10⁻³¹ kg)
Kraft F = 1,602 × 10⁻¹⁶ N. Beschleunigung a = F / m ≈ 1,759 × 10¹⁴ m/s², entgegengesetzt zu den elektrischen Feldlinien gerichtet.
🔗
Quellenangabe
Diesen Rechner zitieren
APA und MLA▸
Verwenden Sie eines dieser Formate, um diesen Rechner in einer Arbeit, einem Bericht oder einer Literaturliste zu zitieren.
APA
MLA
📄
Hintergrundwissen
Elektrische Felder, Coulombsches Gesetz und elektrostatische Kräfte verstehen
3 Kapitel · 2 Min. Lesezeit▸
Ein elektrisches Feld ist ein grundlegendes Kraftfeld, das jede elektrische Ladung umgibt. Es bestimmt die Kraft, die andere Ladungen erfahren, wenn sie in seinen Einflussbereich geraten. Von der Atombindung in der Chemie bis hin zu Halbleitertransistoren, CRT-Röhren und Hochspannungsübertragungsleitungen ist die Berechnung der elektrischen Feldstärke in der Physik und Elektrotechnik von entscheidender Bedeutung.
▸▸▸
❓
Fragen
Häufig gestellte Fragen
5 Fragen▸
Was ist der Unterschied zwischen N/C und V/m?+
Es gibt keinen physikalischen oder mathematischen Unterschied! 1 Newton pro Coulomb (N/C) entspricht identisch 1 Volt pro Meter (V/m). N/C betont die Kraft pro Ladung, während V/m die räumliche Rate der Spannungsänderung betont.
Warum kann der Abstand in der Punktladungsformel nicht Null sein?+
Die Punktladungsgleichung E = k·q/r² geht von einem idealen Punkt mit Nullvolumen aus. Wenn r gegen 0 geht, nähert sich E der Unendlichkeit. Reale physikalische Ladungen (wie Elektronen oder Atomkerne) unterliegen der Quantenmechanik oder endlichen Ladungsverteilungen auf subatomaren Skalen.
Wie beeinflusst ein dielektrisches Medium die elektrische Feldstärke?+
In einem dielektrischen Medium (wie Wasser, Glas oder Kunststoff) richten sich elektrische Dipole gegen das äußere Feld aus. Diese Polarisation erzeugt ein internes Gegenfeld, das das Nettofeld um einen Faktor der relativen Permittivität des Materials (εᵣ) schwächt. Beispielsweise ist in Wasser (εᵣ = 80) die elektrische Feldstärke im Vergleich zum Vakuum um 98,75 % reduziert.
In welche Richtung zeigt das elektrische Feld?+
Konventionell zeigen elektrische Feldvektoren von positiven Ladungen radial nach außen und radial nach innen zu negativen Ladungen. Eine positive Testladung beschleunigt entlang der Feldlinien, wohingegen eine negative Ladung entgegen den Feldlinien beschleunigt.
Wie berechnet sich das elektrische Feld aus einer Punktladung?+
Für eine Punktladung beträgt die Stärke des elektrischen Feldes E = k|q|/(εᵣr²), wobei q die Ladung, r der Abstand, k die Coulomb-Konstante und εᵣ die relative Permittivität des Mediums ist. Das Feld zeigt von einer positiven Ladung weg und hin zu einer negativen Ladung.
📄
Speichern und teilen
Erhalten Sie ein PDF im Calculover-Design mit Ihren Ergebnissen
Laden Sie sofort ein einseitiges PDF mit Ihren Ergebnissen herunter. Wenn Sie Ihre E-Mail-Adresse angeben, erhalten Sie gelegentlich Tipps zu unseren Rechnern — kein Spam. Sie können sich jederzeit abmelden. Datenschutz.