Ladung, E-Feld, el. Kraft und Bewegung einer Ladung im Längsfeld eines Kondensators.

Was für eine Bewegung eine Probeladung q im elektrischen Feld eines Plattenkondensators ausführt, hängt von der Art der (Probe)ladung - positiv oder negativ - und von der Polung der Spannung an den Kondensatorplatten ab.
Sie bestimmt die Richtung des elektrischen Feldes E und damit die Richtung der auftretenden el. Kraft F_el

In den linken Skizzen ist die Ladung jeweils direkt bei der linken Kondensatorplatte und zunächst in Ruhe,
in den rechten Skizzen bewegt sich die Ladung jeweils durch ein Loch in der linken Kondensatorplatte in den Kondensator hinein.
Die Ladungen bewegen sich also alle von links nach rechts.
Aber wie?

a) Positive Probeladung (+q)

Beachte die Polung der Spannungsquelle!	Spannungsquelle umgekehrt gepolt wie in der Zeichnung links. Ladung +q kommt durch das Loch in der linken Kondensatorplatte geflogen.
Das elektrische Feld E deutet nach rechts. Da das el. Feld E homogen ist, ist die Kraft F_elkonstant F_el weist in Richtung des el. Feldes (nach rechts). die Kraft wirkt in Bewegungsrichtung. die Ladung führt eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung aus, sie wird also immer schneller und trifft mit maximaler Geschwindigkeit auf die rechte Platte auf.	Das elektrische Feld E deutet nach links. Da das el. Feld E homogen ist, ist die Kraft F_el konstant F_el weist in Richtung des el. Feldes (nach links). die Kraft wirkt entgegen der Bewegungsrichtung. die Ladung führt eine gleichmäßig verzögerte Bremsbewegung aus, sie wird also immer langsamer und erreicht die rechte Platte evtl. nicht.

b) Negative Probeladung (-q) und Elektronen

Beachte die Polung der Spannungsquelle!	Spannungsquelle umgekehrt gepolt wie in der Zeichnung links. Ladung -q kommt durch das Loch in der linken Kondensatorplatte geflogen.
Das elektrische Feld E deutet nach links. Da das el. Feld E homogen ist, ist die Kraft F_el konstant. F_el weist in Gegenrichtung des el. Feldes (nach rechts). Die Kraft wirkt in Bewegungsrichtung. Die Ladung führt eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung aus, sie wird also immer schneller und trifft mit maximaler Geschwindigkeit auf die rechte Platte auf.	Das elektrische Feld E deutet nach rechts. Da das el. Feld E homogen ist, ist die Kraft F_el konstant. F_el weist in Gegenrichtung des el. Feldes (nach links). Die Kraft wirkt entgegen der Bewegungsrichtung. Die Ladung führt eine gleichmäßig verzögerte Bremsbewegung aus, sie wird also immer langsamer und erreicht die rechte Platte evtl. nicht.

Das ist wichtig:

Da das elektrische Feld E im Inneren eines Plattenkondensators homogen ist, hat es überall dieselbe Stärke.
Daher hat auch die elektrische Kraft F_el = q * E, die auf die Ladung wirkt, überall den gleichen Betrag, ist also konstant.
Bei einer positiven Probeladung deuten der Vektor der el. Feldstärke und der Vektor der el. Kraft in die gleiche Richtung.
Bei einer negativen Probeladung oder Elektronen sind diese beiden Vektoren entgegengesetzt gerichtet.
Weist die Richtung der Kraft F_el in die Bewegungsrichtung der Ladung, so führt sie eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung aus.
Weist die Richtung der Kraft F_el entgehen der Bewegungsrichtung der Ladung, so führt sie eine gleichmäßig verzögerte Bremsbewegung aus.

Weiterführende Aufgaben:

Sicher kannst du nun auch die entsprechenden Zeichnungen finden, wie man die Polung der Quelle wählen müsste, damit die Ladungen an der rechten Kondensatorplatte starten (bzw. durch diese mit einer Anfangsgeschwindigkeit ins Plattenfeld eintreten) und sich nach links bewegen!

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Grüninger, Landesbildungsserver, 2011