Elektrisches Feld
Das elektrische Feld ist eine Eigenschaft des Raumes, die jedem Raumpunkt die richtungsabhängige Größe der elektrischen Feldstärke E zuordnet. Diese ist folgendermaßen definiert: Wird im Raum an einem Punkt r = (x,y,z) eine Probeladung der Größe q platziert, so ist die Feldstärke an diesem Ort genau dann E, wenn auf die Probeladung die Kraft F = E{\displaystyle \cdot }q wirkt. Die Einheit von E in SI-Einheiten ist demnach gegeben durch Newton/Coulomb = N/C, dies ist äquivalent zu Volt pro Meter, V/m.
Das elektrische Feld ist ein Vektorfeld, d.h. an jedem Raumpunkt ist es vollständig durch die Größe und die Richtung des Vektors der elektrischen Feldstärke beschrieben.
Elektrische Felder entstehen z.B. durch das Vorhandensein von elektrischen Ladungen im Raum oder bei der Fortpflanzung von Licht oder anderen elektromagnetischen Wellen.
Das elektrische Feld in allgemeiner Form ist sowohl orts- als auch zeitabhängig, E = E(r,t). Es ist über die Maxwellschen Gleichungen und die spezielle Relativitätstheorie eng mit dem magnetischen Feld verknüpft. In der speziellen Relativitätstheorie werden seine Vektorkomponenten daher untrennbar mit denen des magnetischen Feldes zu einem Tensor zusammengefasst. Je nachdem in welchem Bezugssystem man sich als Beobachter befindet (d.h. in welcher relativen Bewegung zu eventuell vorhandenen Raumladungen), wird so über die Lorentztransformation das elektrische Feld in ein magnetisches transformiert und umgekehrt.
Aufgrund der engen Beziehung zwischen elektrischem und magnetischem Feld fasst man beide in der Elektrodynamik zum elektromagnetischen Feld zusammen.
Es gibt homogene und inhomogene elektrische Felder. Ein elektrisches Feld heißt homogen, wenn die Feldlinien parallel verlaufen andernfalls heißt es inhomogen. Im Innern eines Plattenkondensators ist das elektrische Feld immer homogen.
In der Elektrostatik wird das elektrische Feld von ruhenden elektrischen Ladungen und Ladungsverteilungen erzeugt und verändert sich daher nicht mit der Zeit. Dann spricht man von einem elektrostatischen Feld. In der Elektrodynamik werden auch bewegte elektrische Ladungen und Ladungsverteilungen sowie zeitlich veränderliche Magnetfelder betrachtet. Die so erzeugten elektrischen Felder sind also auch zeitlich veränderlich.
Siehe auch: Feld (Physik), Elektrostatik, Elektrodynamik, Feldlinie