Elektrische Ladung

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Symbol und Einheit

Die elektrische Ladung hat das Formelsymbol \(q\) oder \(Q\) und ihre Einheit ist das Coulomb: \(\lbrack q\rbrack=\text C\). Die Einheit Coulomb entspricht der Ladungsmenge, die bei einem elektrischen Strom von 1 A im Zeitintervall von 1 s durch einen Leiterquerschnitt fließt: 1 C= 1 As.

Das Symbol \(q\) hat seine Wurzel in dem englischen Wort "Quantum", denn die elektrische Ladung kommt nur als ganzzahliges Vielfaches der Elementarladung \(e = 1,602\times 10^{-19} \text C\), jedoch mit zwei Vorzeichen (+ und -) vor. Größen, die nur als ganzzahliges Vielfaches einer Basismenge vorkommen, nennt man gequantelt. Die Ladung eines Protons ist +1e, die Ladung eines Elektrons ist -1e. Das Symbol e steht nicht für ein Elektron, sondern für den Betrag der Elementarladung.

Eigenschaften

Die elektrische Ladung ist ein Skalar. Sie ist eine extensive Erhaltungsgröße. Sie kann positiv oder negativ sein. Ladungen mit gleichem Vorzeichen nennt man gleichnamig, mit unterschiedlichem Vorzeichen ungleichnamig. Ladungen werden einfach addiert: \(q_{ges} = q_1 + q_2\). Die elektrische Ladung ist stets an Masse gebunden. Masselose Teilchen sind nie geladen. Ladungen können sich kompensieren oder man kann sie trennen. Einzelne Ladungen kann man nicht erzeugen oder vernichten. Die elektrische Ladung ist unabhängig von der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung des geladenen Objektes und in allen Bezugssystemen gleich: Diese Eigenschaft nennt man relativistisch invariant. Für die Masse gilt das beispielsweise nicht.

Punktladungen

Sehr häufig verwendet man die Modellvorstellung einer Punktladung. Das bedeutet, man vernachlässigt die Ausdehnung des geladenen Teilchens und nimmt es als punktförmig an. Da die geladenen Teilchen der Materie (z.B. Elektronen und Protonen) sehr klein sind, ist dies eine gute Näherung.

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