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Elektrische Feldstärke E
Mit diesem Rechner ermittelst du die elektrische Feldstärke E im homogenen Feld eines Plattenkondensators aus der angelegten Spannung U und dem Plattenabstand d – oder rechnest umgekehrt U bzw. d zurück. Die Feldstärke ist wichtig für die Isolationsauslegung von Kondensatoren, Kabeln und Hochspannungsbauteilen, da eine zu hohe Feldstärke zum elektrischen Durchschlag führen kann. Spannung gibst du in Volt (V) ein, den Abstand in Metern (m).
Verwendete Größen
Rechner
Formel
Im homogenen Feld – zum Beispiel zwischen den Platten eines Plattenkondensators – ist die elektrische Feldstärke E gleich der angelegten Spannung U geteilt durch den Plattenabstand d. Allgemein gilt E = F/Q (Kraft pro Ladung).
So gehst du vor
- Wähle im Feld „Gesucht wird", ob E, U oder d berechnet werden soll – dieses Feld wird automatisch ausgeblendet.
- Trage die übrigen Größen ein: Spannung U in Volt und/oder Plattenabstand d in Metern.
- Achte darauf, den Abstand in Metern einzugeben, nicht in Millimetern (5 mm = 0,005 m).
- Klicke auf „Berechnen" – das Ergebnis erscheint direkt im zuvor ausgeblendeten Feld.
Beispiel
Mit den voreingetragenen Werten U = 230 V und d = 0,005 m (5 mm) ergibt sich E = U / d = 230 V / 0,005 m = 46.000 V/m = 46 kV/m.
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Was bedeuten die Ergebnisse?
Die wichtigsten Größen dieses Rechners kurz erklärt:
- Elektrische Feldstärke V/m: gibt an, wie stark das elektrische Feld an einer Stelle ist; entscheidend für die Isolationsauslegung, da eine zu hohe Feldstärke zum Durchschlag führen kann.
- Spannung V: die zwischen den Elektroden anliegende elektrische Spannung – die Ursache des Feldes.
- Plattenabstand m: der Abstand zwischen den Elektroden im homogenen Feld; je kleiner der Abstand, desto größer die Feldstärke bei gleicher Spannung.
Hinweis: Die Formel E=U/d gilt für das idealisierte homogene Feld (z. B. Plattenkondensator ohne Randeffekte). Bei realen Anordnungen mit gekrümmten Elektroden oder Randeffekten weicht die tatsächliche Feldstärkeverteilung davon ab; für die Auslegung realer Isolationen sind zusätzlich Herstellerangaben und einschlägige Normen zu berücksichtigen.