Gelöste Übung zum Elektrischen Potential
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Eine Punktladung von 200 μC wird von einem Punkt A zu einem Punkt B in einem elektrischen Feld bewegt. Die durch die elektrische Kraft verrichtete Arbeit beträgt 8×10−4 J. Berechne:
a) Die Potentialdifferenz zwischen den Punkten A und B;
b) Das elektrische Potenzial von A, wobei B als Referenzpunkt genommen wird.

 

Gegebene Daten:

  • Elektrische Ladung:    q = 200 μC = 200×10−6 C;
  • Von der elektrischen Kraft verrichtete Arbeit:    \( {_{{\small F}_{\small E}}}W{_a^b}=8\times 10^{-4}\;\mathrm J \) .

Problem-Skizze:

Abb. 1

Lösung:

a) Die Arbeit der elektrischen Kraft als Funktion von der Ladung und der Potentialdifferenz ist gegeben durch

\[ \begin{gather} \bbox[#99CCFF,10px] {{_{{\small F}_{\small E}}}W{_a^b}=q(V_a-V_b)} \end{gather} \]
\[ \begin{gather} V_a-V_b=\frac{{_{{\small F}_{\small E}}}W{_a^b}}{q} \\[5pt] V_a-V_b=\frac{\cancelto{4}{8}\times 10^{-4}}{\cancel 2\times 10^2\times 10^{-6}} \end{gather} \]
\[ \begin{gather} \bbox[#FFCCCC,10px] {V_a-V_b=4\;\mathrm V} \end{gather} \]

 

b) Wir nehmen das Potential des Punktes B als Referenz. Das Potential dieses Punktes ist null, also Vb = 0. Setzt man diesen Wert in die zuvor gefundene Gleichung ein, ergibt sich für das Potenzial von A

\[ \begin{gather} V_a=4-0 \end{gather} \]
\[ \begin{gather} \bbox[#FFCCCC,10px] {V_a=4\;\mathrm V} \end{gather} \]
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