Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt

2026-07-28T05:59:26Z

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[[Datei:Attractive-electric-force-between-hair-and-balloon.jpg|500px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
= Einleitung =

Ein Luftballon zieht Haare an, ein Pullover knistert beim Ausziehen und ein Blitz entlädt sich zwischen Wolken oder zwischen Wolke und Erde. Hinter diesen Beobachtungen steckt die '''elektrische Ladung'''. Sie ist eine grundlegende Eigenschaft von Teilchen und Körpern.

Es gibt '''positive''' und '''negative''' elektrische Ladungen. Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige Ladungen ziehen sich an. Ein Körper ist elektrisch neutral, wenn sich seine positiven und negativen Ladungen insgesamt ausgleichen.

In diesem aiMOOC lernst Du, wie elektrische Ladungen entstehen, übertragen, nachgewiesen und berechnet werden. Du untersuchst außerdem elektrische Kräfte, elektrische Felder, das [[Coulombsches Gesetz|Coulombsche Gesetz]] und den Zusammenhang zwischen Ladung und [[Elektrischer Strom|elektrischem Strom]].

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=BCkN0-PW7wA |500|center}}

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== Lernziele ==

Nach der Bearbeitung dieses aiMOOCs kannst Du elektrische Ladung als physikalische Größe beschreiben. Du kannst erklären, wie sich geladene Körper gegenseitig beeinflussen, und einfache Versuche zur [[Elektrostatik]] auswerten. Außerdem kannst Du die Einheit Coulomb verwenden, das Coulombsche Gesetz auf einfache Situationen anwenden und Feldlinienbilder deuten.

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= Grundlagen der elektrischen Ladung =

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== Ladungsträger im Atom ==

Materie besteht aus [[Atom|Atomen]]. In einem vereinfachten Atommodell befinden sich im Atomkern positiv geladene '''Protonen''' und ungeladene '''Neutronen'''. Die Atomhülle enthält negativ geladene '''Elektronen'''.

[[Datei:Stylised atom with three Bohr model orbits and stylised nucleus.svg|400px|rahmenlos|center]]

{| class="wikitable"
! Teilchen
! Elektrische Ladung
! Ort im vereinfachten Atommodell
|-
| Proton
| positiv
| Atomkern
|-
| Neutron
| neutral
| Atomkern
|-
| Elektron
| negativ
| Atomhülle
|}

Ein neutrales Atom besitzt gleich viele Protonen wie Elektronen. Gibt ein Atom Elektronen ab, entsteht ein positiv geladenes Ion. Nimmt ein Atom Elektronen auf, entsteht ein negativ geladenes Ion. Bei vielen Vorgängen der Elektrostatik werden vor allem Elektronen zwischen Körpern verschoben. Die Protonen bleiben im Atomkern gebunden.

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== Positive, negative und neutrale Körper ==

Ein Körper ist '''negativ geladen''', wenn er einen Elektronenüberschuss besitzt. Er ist '''positiv geladen''', wenn ihm im Vergleich zum neutralen Zustand Elektronen fehlen. Neutral bedeutet nicht, dass keine Ladungen vorhanden sind. Es bedeutet, dass sich positive und negative Ladungen in der Summe ausgleichen.

[[Datei:Balloons (static electricity).png|500px|rahmenlos|center]]

Für die Wechselwirkung gilt:

# Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab.
# Ungleichnamige Ladungen ziehen sich an.
# Ein geladener Körper kann einen neutralen Körper durch Ladungsverschiebung anziehen.

Die Anziehung eines neutralen Körpers entsteht häufig durch [[Elektrische Polarisation|Polarisation]]. Dabei werden positive und negative Ladungsanteile im Körper geringfügig getrennt. Die entgegengesetzte Ladung liegt dann näher am geladenen Körper und wird stärker angezogen.

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== Formelzeichen und Einheit ==

Das Formelzeichen der elektrischen Ladung ist <math>Q</math>. Ihre SI-Einheit ist das '''Coulomb''' mit dem Einheitenzeichen <math>\mathrm{C}</math>.

Die kleinste frei auftretende Ladungsmenge in gewöhnlicher Materie ist die Elementarladung:

<math>e=1{,}602\,176\,634\cdot 10^{-19}\,\mathrm{C}</math>

Ein Proton trägt die Ladung <math>+e</math>, ein Elektron die Ladung <math>-e</math>. Die Ladung eines Körpers lässt sich häufig als ganzzahliges Vielfaches der Elementarladung darstellen:

<math>Q=n\cdot e</math>

Dabei ist <math>n</math> eine ganze Zahl. Ein Coulomb entspricht dem Betrag der Ladung von ungefähr <math>6{,}24\cdot 10^{18}</math> Elektronen. Deshalb sind schon kleine Ladungsmengen mit sehr vielen Elektronen verbunden.

{{BR}}
== Ladungserhaltung ==

In einem abgeschlossenen System bleibt die Gesamtladung erhalten. Ladung wird nicht aus dem Nichts erzeugt und verschwindet nicht einfach. Sie wird zwischen Körpern verschoben oder innerhalb eines Körpers neu verteilt.

'''Beispiel:''' Reibst Du einen Kunststoffstab mit einem Tuch, können Elektronen vom einen Material auf das andere übergehen. Der eine Körper erhält einen Elektronenüberschuss, der andere einen Elektronenmangel. Die Summe beider Ladungen bleibt unverändert.

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= Körper elektrisch laden =

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== Laden durch Reibung ==

Beim Reiben kommen zwei Materialien an vielen Stellen eng miteinander in Kontakt. Je nach Material können Elektronen bevorzugt von einem Stoff auf den anderen übergehen. Nach der Trennung sind die Körper entgegengesetzt geladen. Dieser Vorgang wird häufig als '''Reibungselektrizität''' bezeichnet.

Ein typischer Schulversuch besteht darin, einen Luftballon an Haaren oder einem Wollstoff zu reiben. Anschließend kann der Ballon Haare, kleine Papierschnipsel oder eine dünne Wasserstrahloberfläche anziehen.

[[Datei:Girl touch Van de Graaf.png|400px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=rDSUW1ptYiU |500|center}}

'''Wichtig:''' Reibung erzeugt keine neue Gesamtladung. Sie erleichtert lediglich die Übertragung von Elektronen zwischen verschiedenen Materialien.

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== Laden durch Berührung ==

Berührt ein geladener Leiter einen neutralen Leiter, können bewegliche Ladungsträger übergehen. Nach der Berührung besitzen häufig beide Körper Ladung mit demselben Vorzeichen. Die vorhandene Ladung verteilt sich auf die verbundenen Leiter.

Bei Isolatoren ist die Beweglichkeit der Ladungsträger stark eingeschränkt. Deshalb bleibt eine Ladung dort oft in der Nähe der Berührungsstelle.

{{BR}}
== Laden durch Influenz ==

Bei der '''Influenz''' wird die Ladungsverteilung in einem Leiter durch einen benachbarten geladenen Körper verändert, ohne dass beide Körper sich berühren müssen.

Wird beispielsweise ein negativ geladener Stab an eine neutrale Metallkugel angenähert, werden bewegliche Elektronen in der Kugel abgestoßen. Die dem Stab zugewandte Seite hat dadurch Elektronenmangel, die abgewandte Seite Elektronenüberschuss. Die Kugel bleibt insgesamt neutral, solange keine Ladung abfließt.

Durch eine zusätzliche Verbindung zur Erde kann ein Leiter dauerhaft durch Influenz geladen werden. Dabei ist die Reihenfolge der Schritte entscheidend: Annähern, Erden, Erdung trennen und erst danach den geladenen Körper entfernen.

[[Datei:Electroscope showing induction.png|500px|rahmenlos|center]]

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== Erdung und Entladung ==

Bei einer [[Erdung]] wird ein Körper leitend mit der Erde verbunden. Die Erde kann sehr große Ladungsmengen aufnehmen oder abgeben, ohne dass sich ihr elektrischer Zustand merklich verändert. Überschüssige Elektronen können abfließen oder fehlende Elektronen können ersetzt werden.

Eine plötzliche Entladung kann als kleiner Funke sichtbar oder als Knacken hörbar werden. Bei trockener Luft bleiben statische Ladungen oft länger erhalten als bei feuchter Luft, weil Feuchtigkeit das Abfließen erleichtert.

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= Leiter und Isolatoren =

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== Elektrische Leiter ==

In elektrischen Leitern können sich Ladungsträger vergleichsweise frei bewegen. Metalle leiten, weil sich bestimmte Elektronen durch das Metall bewegen können. Auch Salzlösungen und andere Elektrolyte leiten elektrischen Strom, dort übernehmen Ionen den Ladungstransport.

Auf einem ruhenden metallischen Leiter verteilt sich überschüssige Ladung an der Oberfläche. An Spitzen kann die Ladungsdichte besonders groß werden. Dadurch können dort starke elektrische Felder und Entladungen entstehen.

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== Elektrische Isolatoren ==

In Isolatoren sind Ladungsträger stark gebunden. Typische Isolatoren sind Glas, Keramik, trockene Luft und viele Kunststoffe. Eine aufgebrachte Ladung bleibt daher häufig lokal begrenzt.

Die Einteilung ist nicht absolut. Bei hoher Spannung oder ungünstigen Bedingungen kann auch ein Isolator leitfähig werden. Luft wird bei einer starken elektrischen Feldstärke ionisiert und ermöglicht dann eine Funken- oder Blitzentladung.

{{BR}}
== Vergleich ==

{| class="wikitable"
! Eigenschaft
! Leiter
! Isolator
|-
| Beweglichkeit der Ladungsträger
| groß
| gering
|-
| Ladungsverteilung
| verteilt sich leicht
| bleibt häufig örtlich
|-
| Beispiele
| Kupfer, Aluminium, Salzlösung
| Glas, Kunststoff, Keramik
|-
| Typische Nutzung
| Stromtransport
| elektrische Trennung und Schutz
|}

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= Elektrische Kräfte =

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== Anziehung und Abstoßung ==

Elektrische Kräfte wirken zwischen geladenen Körpern auch ohne direkte Berührung. Ihre Richtung hängt von den Vorzeichen der Ladungen ab. Zwei positive oder zwei negative Ladungen stoßen sich ab. Eine positive und eine negative Ladung ziehen sich an.

[[Datei:Coulomb's Law between 2 Charges.PNG|500px|rahmenlos|center]]

Je größer die Beträge der Ladungen sind, desto größer ist die Kraft. Mit wachsendem Abstand wird die Kraft deutlich kleiner.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=CSwivAbOhio |500|center}}

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== Das Coulombsche Gesetz ==

Für zwei kleine, ruhende Ladungen kann der Betrag der elektrischen Kraft im Vakuum mit dem Coulombschen Gesetz berechnet werden:

<math>F=k\cdot \frac{|Q_1\cdot Q_2|}{r^2}</math>

Dabei bedeuten:

# <math>F</math>: Betrag der elektrischen Kraft in Newton
# <math>Q_1</math> und <math>Q_2</math>: elektrische Ladungen in Coulomb
# <math>r</math>: Abstand der Ladungen in Metern
# <math>k</math>: Coulomb-Konstante

Für das Vakuum gilt näherungsweise:

<math>k\approx 8{,}99\cdot 10^9\,\frac{\mathrm{N\,m^2}}{\mathrm{C^2}}</math>

Da der Abstand im Quadrat im Nenner steht, führt eine Verdopplung des Abstands zu einem Viertel der Kraft. Eine Verdreifachung des Abstands führt zu einem Neuntel der Kraft.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=qlY8WnNKDlY |500|center}}

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== Rechenbeispiel ==

Zwei Punktladungen besitzen die Beträge <math>Q_1=2{,}0\cdot 10^{-6}\,\mathrm{C}</math> und <math>Q_2=3{,}0\cdot 10^{-6}\,\mathrm{C}</math>. Ihr Abstand beträgt <math>r=0{,}20\,\mathrm{m}</math>.

<math>
F=8{,}99\cdot 10^9\cdot
\frac{2{,}0\cdot 10^{-6}\cdot 3{,}0\cdot 10^{-6}}
{(0{,}20)^2}
</math>

Daraus folgt näherungsweise:

<math>F\approx 1{,}35\,\mathrm{N}</math>

Sind beide Ladungen gleichnamig, wirkt die Kraft abstoßend. Sind sie ungleichnamig, wirkt sie anziehend.

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= Das elektrische Feld =

{{BR}}
== Feldvorstellung ==

Jede elektrische Ladung verändert den Raum um sich herum. Dieser Einfluss wird durch das '''elektrische Feld''' beschrieben. Befindet sich eine weitere Ladung in diesem Feld, wirkt auf sie eine elektrische Kraft.

Die elektrische Feldstärke ist definiert als Kraft pro positiver Probeladung:

<math>\vec E=\frac{\vec F}{q}</math>

Die Einheit der Feldstärke ist <math>\mathrm{N/C}</math>. Sie kann auch als <math>\mathrm{V/m}</math> angegeben werden.

{{BR}}
== Feldlinien ==

Feldlinien sind ein Modell zur Darstellung elektrischer Felder. Die Pfeilrichtung zeigt die Richtung der Kraft auf eine positive Probeladung. Feldlinien beginnen bei positiven Ladungen und enden bei negativen Ladungen oder im Unendlichen. Wo die Feldlinien dichter liegen, ist das Feld stärker.

[[Datei:Electric-field-lines.svg|500px|rahmenlos|center]]

Feldlinien schneiden sich nicht. Ein Schnittpunkt würde bedeuten, dass das Feld an einem Ort gleichzeitig zwei verschiedene Richtungen besitzt.

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== Feld eines Dipols ==

Ein elektrischer Dipol besteht aus zwei gleich großen, entgegengesetzten Ladungen mit einem Abstand voneinander. Die Feldlinien verlaufen von der positiven zur negativen Ladung.

[[Datei:Electric-dipole-field-lines-and-equipotential-lines.svg|500px|rahmenlos|center]]

Das Dipolfeld ist in vielen Bereichen wichtig, beispielsweise bei Molekülen, Antennen und der Beschreibung von Polarisation.

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= Ladung nachweisen =

{{BR}}
== Das Elektroskop ==

Ein [[Elektroskop]] weist elektrische Ladung nach. Gelangt Ladung auf das Gerät oder wird die Ladung darin durch Influenz getrennt, tragen bewegliche Teile gleichnamige Ladungen. Sie stoßen sich ab und schlagen auseinander.

[[Datei:Gold leaf electroscope 1869.png|400px|rahmenlos|center]]

Ein Elektroskop zeigt zunächst nur, dass eine elektrische Wirkung vorhanden ist. Das Vorzeichen einer unbekannten Ladung kann bestimmt werden, wenn das Elektroskop zuvor mit einer bekannten Ladung geladen wurde und die Veränderung des Ausschlags beobachtet wird.

{{BR}}
== Einfacher Nachweis im Unterricht ==

Ein leichtes Pendel aus einer kleinen Kugel oder einem Papierstück kann zur Beobachtung elektrischer Kräfte dienen. Nähert sich ein geladener Körper, wird das zunächst neutrale Pendel durch Polarisation angezogen. Nach einer Berührung kann Ladung übertragen werden. Dann kann das Pendel dieselbe Ladungsart tragen und abgestoßen werden.

Die Beobachtung '''erst Anziehung, dann Abstoßung''' zeigt, dass beim Kontakt Ladung übertragen wurde.

{{BR}}
= Von der Ladung zum elektrischen Strom =

Elektrischer Strom ist gerichteter Transport elektrischer Ladung. Die Stromstärke gibt an, wie viel Ladung in einer bestimmten Zeit durch einen Leiterquerschnitt fließt:

<math>I=\frac{\Delta Q}{\Delta t}</math>

Bei gleichbleibender Stromstärke gilt:

<math>Q=I\cdot t</math>

Ein Ampere bedeutet, dass pro Sekunde eine Ladungsmenge von einem Coulomb transportiert wird:

<math>1\,\mathrm{A}=1\,\frac{\mathrm{C}}{\mathrm{s}}</math>

[[Datei:Electric-current-comparison.svg|500px|rahmenlos|center]]

In Metallen bewegen sich Elektronen entgegen der technischen Stromrichtung. Die technische Stromrichtung wurde historisch als Richtung positiver Ladungen festgelegt.

{{BR}}
= Elektrische Entladungen und Blitze =

In einer Gewitterwolke werden elektrische Ladungen räumlich getrennt. Zwischen verschiedenen Wolkenbereichen oder zwischen Wolke und Erde kann eine sehr große elektrische Spannung entstehen. Wird die Luft ionisiert, bildet sich ein leitfähiger Kanal und es kommt zur Entladung.

[[Datei:Diagramme foudre.png|500px|rahmenlos|center]]

[[Datei:Lightning over Oradea Romania cropped.jpg|400px|rahmenlos|center]]

Ein Blitz ist keine Ansammlung ruhender Ladung, sondern eine schnelle elektrische Entladung. Die Luft wird dabei stark erhitzt und dehnt sich plötzlich aus. Diese Druckwelle hören wir als Donner.

{{BR}}
== Sicherheit ==

Versuche zur Elektrostatik dürfen nur mit ungefährlichen Alltagsmaterialien oder geeigneten Schulgeräten durchgeführt werden. Verwende niemals Steckdosen, Netzspannung, offene elektrische Geräte, selbst gebaute Hochspannungsquellen oder unbekannte Kondensatoren.

Bei Gewitter solltest Du Schutz in einem festen Gebäude oder einem geschlossenen Fahrzeug suchen. Halte Abstand zu einzelnen Bäumen, Wasserflächen, Metallzäunen und erhöhten freien Stellen. Experimente im Freien sind während eines Gewitters lebensgefährlich.

{{BR}}
= Anwendungen =

Elektrische Ladungen und Felder werden in vielen technischen Verfahren genutzt. Beispiele sind Laserdrucker, Fotokopierer, elektrostatische Filter, Pulverbeschichtung, Touchscreens, Kondensatoren und Maßnahmen gegen elektrostatische Entladungen in der Elektronikfertigung.

In empfindlichen elektronischen Bauteilen kann schon eine kleine elektrostatische Entladung Schäden verursachen. Deshalb werden leitfähige Armbänder, geerdete Arbeitsflächen und antistatische Verpackungen verwendet.

{{BR}}
= Zusammenfassung =

Elektrische Ladung tritt positiv und negativ auf. Elektronen tragen negative, Protonen positive Ladung. Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an. Ladung kann durch Reibung, Berührung und Influenz getrennt oder übertragen werden. In einem abgeschlossenen System bleibt die Gesamtladung erhalten.

Leiter ermöglichen die Bewegung von Ladungsträgern, Isolatoren hemmen sie. Das Coulombsche Gesetz beschreibt die Kraft zwischen Punktladungen. Elektrische Felder vermitteln die Kraftwirkung im Raum. Bewegte elektrische Ladung bildet einen elektrischen Strom.

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Welche Ladung besitzt ein Elektron?'''
(Negative Ladung)
(!Positive Ladung)
(!Keine Ladung)
(!Wechselnde Ladung)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wann ist ein Körper elektrisch neutral?'''
(Wenn sich positive und negative Ladungen ausgleichen)
(!Wenn er keine Teilchen enthält)
(!Wenn er nur Protonen enthält)
(!Wenn alle Elektronen stillstehen)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie verhalten sich zwei gleichnamige Ladungen?'''
(Sie stoßen sich ab)
(!Sie ziehen sich immer an)
(!Sie werden neutral)
(!Sie verschwinden)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Einheit gehört zur elektrischen Ladung?'''
(Coulomb)
(!Newton)
(!Watt)
(!Ohm)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was geschieht beim Laden durch Reibung hauptsächlich?'''
(Elektronen werden zwischen Materialien übertragen)
(!Protonen verlassen den Atomkern)
(!Neutronen werden erzeugt)
(!Masse wird in Ladung umgewandelt)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was beschreibt die Ladungserhaltung?'''
(Die Gesamtladung eines abgeschlossenen Systems bleibt konstant)
(!Jeder Körper bleibt immer neutral)
(!Elektronen können sich nicht bewegen)
(!Positive Ladungen sind stärker als negative)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was zeigt ein Elektroskop an?'''
(Das Vorhandensein einer elektrischen Ladungswirkung)
(!Die Temperatur eines Leiters)
(!Die Masse eines Elektrons)
(!Die Geschwindigkeit des Lichts)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie verändert sich die Coulombkraft bei doppeltem Abstand?'''
(Sie sinkt auf ein Viertel)
(!Sie verdoppelt sich)
(!Sie bleibt gleich)
(!Sie sinkt auf die Hälfte)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''In welche Richtung zeigen elektrische Feldlinien?'''
(In Richtung der Kraft auf eine positive Probeladung)
(!Immer nach oben)
(!In Richtung der Elektronenbewegung im Metall)
(!Senkrecht zur elektrischen Kraft)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welcher Zusammenhang gilt bei konstanter Stromstärke?'''
(Q gleich I mal t)
(!Q gleich I durch t)
(!Q gleich U mal R)
(!Q gleich F mal r)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Elektron || negative Ladung
|-
| Proton || positive Ladung
|-
| Coulomb || Einheit der Ladung
|-
| Elektroskop || Ladungsnachweis
|-
| Influenz || Ladungstrennung ohne Berührung
|-
| Isolator || geringe Ladungsbeweglichkeit
|-
| Feldlinie || Richtung der Kraftwirkung
|-
| Erdung || Ladungsaustausch mit der Erde
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Thema
|-
| '''Elektronenüberschuss'''
| negativer Körper
|-
| '''Elektronenmangel'''
| positiver Körper
|-
| '''Gleichnamige Ladungen'''
| Abstoßung
|-
| '''Ungleichnamige Ladungen'''
| Anziehung
|-
| '''Bewegte Ladung'''
| elektrischer Strom

|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Coulomb || Wie heißt die Einheit der elektrischen Ladung?
|-
| Elektron || Welches negativ geladene Teilchen befindet sich in der Atomhülle?
|-
| Elektroskop || Welches Gerät weist elektrische Ladung nach?
|-
| Influenz || Wie heißt die Ladungstrennung ohne Berührung?
|-
| Isolator || Wie heißt ein Stoff mit geringer Beweglichkeit der Ladungsträger?
|-
| Feldlinie || Welche Modelllinie zeigt die Richtung eines elektrischen Feldes?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Elektrische+Ladung+Physik </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Ein Elektron besitzt eine { negative } elektrische Ladung. Ein Proton trägt eine { positive } Ladung. Ein Körper mit gleich großen positiven und negativen Gesamtladungen ist { neutral }. Die Einheit der elektrischen Ladung heißt { Coulomb }. Beim Reiben können { Elektronen } zwischen Materialien übertragen werden. Die Ladungstrennung in einem Leiter ohne Berührung heißt { Influenz }. Gleichnamige Ladungen bewirken eine { Abstoßung }. Das Gerät zum Nachweis elektrischer Ladung heißt { Elektroskop }. Die Kraft pro positiver Probeladung beschreibt die elektrische { Feldstärke }. Gerichteter Transport von Ladung wird elektrischer { Strom } genannt.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===

# [[Luftballonversuch]]: Reibe einen Luftballon an einem Wollstoff und untersuche, welche leichten Gegenstände er anzieht. Dokumentiere Material, Durchführung und Beobachtung.
# [[Ladungen im Alltag]]: Fotografiere oder zeichne drei Alltagssituationen, in denen statische Elektrizität auftreten kann, und erkläre jede Situation in zwei Sätzen.
# [[Teilchenmodell]]: Gestalte ein übersichtliches Bild, das Protonen, Neutronen und Elektronen mit ihrer jeweiligen Ladung zeigt.
# [[Sicher experimentieren]]: Erstelle ein Hinweisschild mit fünf Sicherheitsregeln für Versuche zur Elektrostatik.

{{BR}}
=== Standard ===

# [[Elektroskop bauen]]: Entwickle aus einfachen Materialien ein ungefährliches Zeiger- oder Blattelektroskop. Erkläre, weshalb sich die beweglichen Teile auslenken.
# [[Materialvergleich]]: Vergleiche mindestens vier Materialpaare beim Reiben. Halte fest, mit welcher Kombination die stärkste Anziehung kleiner Papierschnipsel entsteht.
# [[Feldlinienmodell]]: Zeichne Feldlinienbilder für eine positive Punktladung, eine negative Punktladung und einen elektrischen Dipol. Begründe die Pfeilrichtungen.
# [[Coulombkraft]]: Erstelle drei eigene Rechenaufgaben zum Coulombschen Gesetz und gib jeweils einen vollständigen Lösungsweg an.

{{BR}}
=== Schwer ===

# [[Influenz untersuchen]]: Plane einen Versuch, der Berührungselektrisierung und Influenz unterscheidbar macht. Formuliere erwartete Beobachtungen vor der Durchführung.
# [[Messreihe]]: Entwickle eine Messidee, mit der Du die Abhängigkeit einer elektrischen Wirkung vom Abstand untersuchst. Stelle Deine Ergebnisse in einem Diagramm dar und bewerte die Grenzen des Versuchs.
# [[Elektrostatische Anwendung]]: Recherchiere die Funktionsweise eines Laserdruckers, Elektrofilters oder einer Pulverbeschichtung und erstelle dazu ein Erklärvideo.
# [[Wissenschaftliches Interview]]: Befrage eine Physiklehrkraft, Elektrofachkraft oder Ingenieurin zu elektrostatischen Entladungen. Vergleiche die Aussagen mit Deinem Fachwissen und verfasse einen Bericht.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Modellkritik]]: Erkläre, warum die Aussage „Ein neutraler Körper enthält keine elektrischen Ladungen“ falsch ist. Nutze das Teilchenmodell.
# [[Transfer Reibungselektrizität]]: Ein Kunststoffkamm zieht nach dem Kämmen kleine Papierschnipsel an. Erkläre die Ladungsübertragung und die Anziehung der zunächst neutralen Papierschnipsel.
# [[Versuchsauswertung]]: Ein geladenes Pendel wird zunächst von einem Stab angezogen, berührt ihn und wird danach abgestoßen. Deute beide Beobachtungen.
# [[Abstandsabhängigkeit]]: Zwei Ladungen üben bei einem bestimmten Abstand eine Kraft aus. Begründe ohne vollständige Rechnung, wie sich die Kraft bei dreifachem Abstand verändert.
# [[Feldlinienanalyse]]: Untersuche ein selbst gewähltes Feldlinienbild. Bestimme Ladungsvorzeichen, Feldrichtung und Bereiche großer Feldstärke.
# [[Sicherheitsbewertung]]: Bewerte einen vorgeschlagenen Elektrostatikversuch hinsichtlich möglicher Gefahren und entwickle eine sichere Alternative.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen Lernnachweis zu diesem Thema solltest Du zeigen, dass Du Beobachtungen nicht nur beschreiben, sondern mit dem Teilchen- und Feldmodell erklären kannst.

# Du unterscheidest positive, negative und neutrale Zustände.
# Du erklärst Ladungsübertragung, Ladungstrennung und Ladungserhaltung.
# Du vergleichst Leiter und Isolatoren anhand der Beweglichkeit von Ladungsträgern.
# Du deutest Versuche mit Luftballon, Pendel oder Elektroskop.
# Du nutzt das Coulombsche Gesetz in einfachen Berechnungen.
# Du liest und zeichnest grundlegende Feldlinienbilder.
# Du stellst den Zusammenhang zwischen Ladung, Stromstärke und Zeit her.
# Du beachtest Sicherheitsregeln und bewertest Versuchsaufbauten kritisch.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Ladung </iframe>

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Elektrische Ladung]]'''
# [[Atom]]
# [[Elektron]]
# [[Proton]]
# [[Elektrostatik]]
# [[Coulombsches Gesetz]]
# [[Elektrisches Feld]]
# [[Elektroskop]]
# [[Elektrischer Strom]]
# [[Elektrische Spannung]]
# [[Kondensator]]
|}

[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Elektrizitätslehre]]
[[Kategorie:Elektrostatik]]
[[Kategorie:Schule]]
[[Kategorie:Klasse 7-8]]
[[Kategorie:Klasse 9-10]]
[[Kategorie:MINT]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Elektrische Ladung - Physik - Versionsgeschichte

Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt