Elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder / 2.2 Das elektrische Feld

Jede elektrische Ladung wird von einem elektrischen Feld umgeben, auch jeder spannungsführende Leiter, ohne dass in ihm ein Strom zu fließen braucht. Die Kraft, die von solchen ruhenden elektrischen Ladungen ausgeht, bezeichnet man als elektrostatische Kraft.

Ebenso baut sich zwischen unterschiedlich geladenen Körpern ein eigenes elektrisches Feld auf. Abhängig von der Polarität der Ladung üben diese unterschiedliche Kräfte aufeinander aus: Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab (beide positiv oder beide negativ), ungleichnamige Ladungen (eine positiv, die andere negativ) ziehen sich gegenseitig an. Die Stärke dieser Felder (Feldstärke) hängt von der Intensität der Ladung der differenten Körper (Potenzialunterschied) und vom Abstand der Körper zueinander ab, was sich in der Maßeinheit "Volt pro Meter" (V/m), mit der sie angegeben werden, widerspiegelt.

Bleiben die Feldkräfte zeitlich konstant, so spricht man von einem statischen elektrischen Feld. Im Alltag haben wir es jedoch meistens mit zeitlich veränderlichen Feldern zu tun. Die Frequenz charakterisiert diese veränderlichen Felder, ihre Maßeinheit Hertz (Hz) gibt die Zahl der Schwingungen pro Sekunde an. Bei dem im Haushalt genutzten Wechselstrom beträgt die Frequenz 50 Hz. Dies bedeutet, dass pro Sekunde 50 Schwingungen stattfinden, wobei das elektrische Feld 100 Mal seine Richtung ändert.

Wirken elektrische Feldkräfte auf einen Körper ein, so verschieben sich unter ihrem Einfluss elektrische Ladungen an der Oberfläche dieses Körpers. Diesen Vorgang nennt man Influenz (s. a. Abschn. 2.1). Dabei wird die Oberfläche aufgeladen, das Innere des Körpers wird dagegen praktisch feldfrei. In der Praxis wird dieser Effekt ausgenutzt, um von außen wirkende Felder abzuschirmen (Prinzip des Faradayschen Käfigs).

Die elektrischen Kraftlinien treten ebenso von der Oberfläche des Ladungsträgers rechtwinklig aus, wie sie in den Ladungsträger mit differentem Potenzial rechtwinklig eintreten. Elektrische Felder besitzen die positive Eigenschaft, dass sie sich recht gut abschirmen lassen und mit zunehmendem Abstand vom Ladungsträger rasch abnehmen.