Elektrische Feldlinien

Diese Seite stellt Feldlinienbilder zur Verfügung. Feldlinien sind tangential zu den Feldstärkevektoren. Die elektrische Feldstärke ist definiert als elektrische Kraft auf eine kleine, positive Probeladung pro Ladung: E = Fel/q. Die Feldstärkevektoren in der Umgebung einer Punktladung lassen sich leicht via das Coulomb'sche Kraftgesetz berechnen. Die Feldstärken anderer Ladungsanordnungen erhält man aus der Überlagerung der Feldstärkevektoren einzelner Punktladungen.

Unten sind einige Feldlinienbilder zu sehen, die durch numerische Integration des Richtungsfeldes der Feldstärkevektoren entstanden sind. Es sind schwarzweisse gif-Dateien mit einer Grösse von 1000x1000 Pixeln.

Monopol.gif
Feldlinien in der Umgebung eines elektrischen Monopols (Punktladung).


DipolM1P1.gif
Feldlinien eines elektrischen Dipols aus zwei ungleichnamigen, gleichstarken Punktladungen.


ePunktdipol.gif
Feldlinien eines elektrischen Punktdipols (die zwei Ladungen sind "unendlich nahe bei einander").


DipolP1P1.gif
Feldlinien in der Umgebung zweier gleichstarker und gleichnamiger Punktladungen.


DipolP1P10.gif
Feldlinien in der Umgebung zweier gleichnamiger Punktladungen, von denen die eine zehnmal stärker ist als die andere.


Die Feldlinien ungleichnamiger, ungleich starker Punktladungen sind schwieriger zu zeichnen, da die Feldlinien, die isotrop bei einer Ladung starten, nicht isotrop bei der anderen ankommen müssen. Damit im Feldlinienbild keine störenden Lücken entstehen, müssen zusätzliche Feldlinien eingeführt werden, die nicht über den Bildrand hinaus fortgesetzt werden.


DipolP1M4.gif
Feldlinien in der Umgebung zweier ungleichnamiger Punktladungen, von denen die eine viermal stärker ist als die andere. Die gerade Feldlinie nach links hört einfach so auf, weil dort die Feldstärke verschwindet und die numerische Integration abbricht.


eTripolLinear1P1N1P.gif
Feldlinien in der Umgebung dreier gleichstarker, auf einer Geraden angeordneter Punktladungen, von denen die mittlere ungleichnamig ist.


TriPolP1P1P1.gif
Feldlinien in der Umgebung dreier gleichstarker und gleichnamiger Punktladungen in den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks.


TriPolP1P1M1.gif
Feldlinien in der Umgebung dreier gleichstarker Punktladungen, von denen zwei gleichnamig sind und eine ungleichnamig ist. Die Ladungen befinden sich auf den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks.


TriPolP1P1M2.gif
Feldlinien in der Umgebung dreier Punktladungen auf den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks, von denen zwei gleichstark und gleichnamig sind. Die Gesamtladung ist null, d.h. die dritte Ladung ist ungleichnamig und doppelt so stark.


QPolP1M1P1M1.gif
Feldlinien in der Umgebung von vier gleichstarken Punktladungen mit Gesamtladung null (Quadrupol) auf den Ecken eines Quadrats.


QPolP1P1M1M1.gif
Feldlinien in der Umgebung von vier gleichstarken Punktladungen mit Gesamtladung null auf den Ecken eines Quadrats.


QPolP1P1P1P1.gif
Feldlinien in der Umgebung von vier gleichstarken, quadratisch angeordneten, gleichnamigen Punktladungen.


QPolP1M1P100M100.gif
Feldlinien in der Umgebung von vier paarweise gleichstarken Punktladungen mit Gesamtladung null. Das eine Paar ist hunder mal stärker als das andere. Die Ladungen befinden sich auf den Ecken eines Quadrats.


QPolP1P1P1M1.gif
Feldlinien in der Umgebung von vier gleichstarken Punktladungen auf den Ecken eines Quadrats, von denen eine ungleichnamig wie die anderen ist.


QPolP1P1P1M3.gif
Feldlinien in der Umgebung von vier quadratisch angeordneten Punktladungen mit Gesamtladung null. Drei Ladungen sind gleichnamig und gleichstark, die vierte ist entgegengesetzt geladen und dreimal so starkt wie jede der anderen.


Linie20P.gif
Feldlinien in der Umgebung von zwanzig gleichstarken und gleichnamigen Punktladungen, die gleichmässig auf einer geraden Linie verteilt sind.


Kond20P20M.gif
Feldlinien in der Umgebung von zweimal zwanzig gleichstarken Punktladungen, die gleichmässig auf zwei parallelen Linien verteilt sind, um einen Kondensator zu simulieren. Die Gesamtladung ist Null.


Feldl_Doppelleit_P1M1.gif
Feldlinien in der Umgebung einer unendlich langen Doppeleitung, deren Drähte senkrecht zur Zeichenebene stehen und verschieden aber gleich stark geladen sind.


Feldl_KondStreifen.gif
Feldlinien in der Umgebung von zweimal zwanzig gleichstarken Linienladungen senkrecht zur Zeichenebene, die gleichmässig auf zwei parallelen Bändern verteilt sind, um einen Kondensator zu simulieren. Die Gesamtladung ist Null.


Kugel_Punkta.gif
Feldlinien in der Umgebung einer Punktladung, die sich vor einer leitenden, geerdeten Kugel befindet. Das Feld entsteht durch Überlagerung der Felder der äusseren Ladung und einer Spiegelladung (fetter Punkt) im Innern der Kugel.


Kugel_Punkti.gif
Feldlinien in der Umgebung einer Punktladung, die sich in einer leitenden, geerdeten Kugel befindet. Das Feld entsteht durch Überlagerung der Felder der inneren Ladung und einer Spiegelladung (fetter Punkt) im Aussenraum der Kugel.


Kugel_Punkti_SP.gif
Feldlinien in der Umgebung einer Punktladung, die sich in einer leitenden, geerdeten Kugel befindet. Das Feld entsteht durch Überlagerung der Felder der inneren Ladung und einer Spiegelladung (fetter Punkt) im Aussenraum der Kugel. Die Feldlinien wurden teilweise bis zur Spiegelladung weitergeführt. Die Spiegelladung hat nicht dieselbe Stärke wie die Quellenladung und sie ist ungleichnamig.
Die Kugel habe Radius rK, die Quellenladung Stärke Q1 und Abstand r1 vom Kugelmittelpunkt. Dann hat die Spiegelladung Abstand r2 = rK·rK/r1 und Ladung Q2 = -Q1·(r2/r1)1/2.


erste Version 9. September 2008 / Martin Lieberherr
Ergänzungen 10. Okt. 08, 2. Nov. 2008, 31. Dez. 2016 / Lie.

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