Fragensammlung: Elektrizität: Arbeit der elektrischen Kraft in homogenen Feldern

Ein Elektrotechniker plant ein Plattenpaarsystem, um im Labor ein gleichmäßiges elektrisches Feld zu erzeugen. Dabei soll er die Arbeit berechnen, die von der elektrischen Kraft verrichtet wird, wenn eine Ladung von 5,00 μC von der negativen zur positiven Elektrode über einen Abstand von 10,00 cm in einem Feld mit 200,00 V/m verschoben wird. Wie hoch ist der Betrag der bei diesem Vorgang geleisteten Arbeit?

Bei der Überprüfung eines Stromkreises bewegt sich eine elektrische Ladung von +4 μC durch ein homogenes elektrisches Feld mit einer Feldstärke von 300 N/C, das nach oben gerichtet ist. Die Ladung wird entlang eines Pfades verschoben, der einen Winkel von 45° zur Feldrichtung bildet und dabei 5 Meter zurücklegt. Unter der Annahme, dass neben der elektrischen Kraft nur die tatsächlich zum Bewegen der Ladung aufgebrachte Kraft wirkt, berechnen Sie bitte die Arbeit, die das elektrische Feld während dieser Verschiebung verrichtet.

Im Physiklabor entscheidet sich ein Student, eine positive elektrische Ladung von 2 x 10^-6 C horizontal um 0,5 Meter durch ein homogenes elektrisches Feld mit einer Feldstärke von 400 N/C zu bewegen – wobei das Feld in die gleiche Richtung wie die Verschiebung weist. Es wird angenommen, dass keine weiteren Kräfte auf das System wirken. Welche Arbeit wird hierbei von der elektrischen Kraft verrichtet?

Ein Ingenieur entwickelt ein System innerhalb eines Solarmoduls, das ein gleichmäßiges elektrisches Feld nutzt, um Elektronen von Punkt A nach Punkt B zu transportieren. Dabei beträgt der Abstand zwischen A und B 0,5 Meter, und jede Elektron erfährt eine elektrische Kraft von 2 × 10⁻⁵ N in Bewegungsrichtung. Wie viel Arbeit wird von dieser Kraft verrichtet, um ein Elektron von A nach B zu bewegen?

Ein Proton wird von Punkt A nach Punkt B in einem gleichmäßigen elektrischen Feld befördert. Der Abstand zwischen den beiden Punkten beträgt 0,5 m und die Feldstärke liegt bei 200 N/C. Dabei nimmt die Geschwindigkeit des Protons auf 1,5×10⁶ m/s zu. Geht man von einer Protonenmasse von 1,67×10⁻²⁷ kg aus, wie viel Arbeit verrichtet die elektrische Kraft beim Transport des Protons von A nach B?