Elektrische Ladung

Körper oder Teilchen treten durch ihre Eigenschaft Masse in Wechselwirkung (Gravitationskräfte), beschrieben durch die Grundgesetze der Mechanik. Haben sie als weitere Eigenschaft eine elektrische Ladung, so treten sie in elektromagnetische Wechselwirkung.

Die elektrische Ladung erhält das Symbol \( Q \). Es gibt positive und negative Ladungen. Ungleichnamige Ladungen ziehen sich an, gleichnamige stoßen sich ab.

Einheit der Ladung

Die Einheit der Ladung ist Coulomb:

\( [Q] = 1 \, \mathrm{Coulomb} = 1 \, \mathrm{C} = 1 \, \mathrm{As} \)
(1)

Namensgeber der Einheit der Elektrizitätsmenge ist der französische Physiker Charles Augustin de Coulomb.

Elementarladung

Eine Ladungsmenge ist nicht unendlich teilbar, sie tritt nur gequantelt auf. Die kleinste Ladungsmenge, die sogenannte Elementarladung, beträgt:

\( e = 1{,}602 · 10^{-19} \, \mathrm{C} \)

Ladungsträger

Die elektrische Ladung als Eigenschaft von Teilchen und Körpern ist an materielle Träger, an Ladungsträger gebunden. Das Elektron trägt die Ladung \( -e \). Protonen sind positiv geladene Elementarteilchen mit der Ladung \( +e \). Neutronen werden die neutralen Elementarteilchen genannt. Sie bilden mit den Protonen den Atomkern. Atome sind elektrisch neutral. Verlassen die Elektronen die Atome oder lagern sich Elektronen zusätzlich an, sind die Atome positiv bzw. negativ geladen und heißen Ionen. Die positiv geladenen Ionen werden Kationen, die negativ geladenen Anionen genannt.

Erhaltungssatz

Für Ladungen gilt der Erhaltungssatz:

In einem System, das keinen äußeren energetischen Einwirkungen unterliegt (sogenanntes abgeschlossenes System), bleibt die Ladungsmenge konstant. Ladungen sind also existent, lassen sich nicht zerstören oder erschaffen.