Fragen faradayschen käfig
1. Wie begründet man das Folgende: Ladungsüberschüsse verteilen sich auf einer Kugel und auch auf einem beliebig geformten Liter stets so, dass das Innere feldfrei ist. Müsste man da nicht Feldlinien zeichnen können? Warum nicht, wenn nicht?
2. Das elektrische Fld wirkt auch durch Glas hindurch und es besteht auch im luftleeren Raum.
Im Inneren eines Metallkäfigs wird das elektrische Feld abgeschirmt. Die auf dem faraday käfig influenzierte ladungsverteilung erzeugt nämlich im innenraum des käfigs ein gegenfeld , welches das ürsprünglich vorhandene genau aufhebt. Wie erklärt sich das?
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Fragen zum faradayschen käfig
Für die Erklärung ist es einfacher, das Problem im zweidimensionalen Raum zu betrachten : Man denke sich einen radialen Leiterquerschnitt, der Leiter ist makroskopisch betrachtet elektrisch neutral, es gibt also kein E-Feld. Jetzt wird ein äußeres elektrisches Feld angelegt. Das äußere elektrische Feld hat zur Folge, dass in diesem Leiter Influenz stattfindet. Es werden so lange bewegliche Ladungsträger an die Oberfläche des Leiters gezogen, bis die Oberflächenladungen das äußere elektrische Feld kompensieren und das elektrische Feld in seinem Inneren verschwindet.
Diese Aussage gilt nicht nur für massive Leiter, sondern auch wenn der Leiter hohl ist, wie im Inneren einer leitfähigen Hülle. Dort verschwindet das elektrische Feld \vec{E}, d. h. das elektrische Potential \phi im Inneren ist konstant. Da \vec{E} = -\operatorname{grad} \phi, folgt aus \vec{E} = 0:
\phi = \mathrm{const.}
Einfach ausgedrückt: Die leitfähige Hülle wirkt als Äquipotentialfläche, sozusagen eine „elektrische Wand“.
Bei nicht zu hochfrequenten Wechselfeldern genügt es auch, wenn statt eines geschlossenen Leiters ein Käfig aus Leitermaschen eingesetzt wird.
http://www.encycan.de/wiki/Faradayscher_K%C3%A4fig
Also ich denke was der Herr Frischwasser uns zu sagen versucht ist:
Das sich gleich geladene Elektronen abstoßen und versuchen so wieten Abstand wie möglich voneinander zu halten.Also drücken die sich gegenseitig nach aussen.
Deswegen sind die in einem Faraday´schen Käfig immer aussen
1. Feldlinien entfallen, wenn dort kein Feld vorhanden ist. Daß das Innere einer Kugel "feldfrei" ist, läßt sich mit ein wenig Rechenaufwand z.B. mit dem Gaußschen Satz zeigen.
2. Die Ladungsträger bei einem Faradayschen Käfig sind frei beweglich und bewegen sich solange, bis ein Gleichgewicht der Kräfte eingestellt ist. Das führt dann zu Ladungskonzentrationen, die insgesamt mit der äußeren Ladung das Innere feldfrei erscheinen lassen.
Die Ladungsverteilung ist in Wirklichkeit eine Teilchenverteilung von gleichen elektrischen Ladungsträgern. Die stossen sich elektromagnetisch ab und sind daher in der Ebene mit dem grösstmöglichen Abstand = Oberfläches des Farayschen Käfigs.
Dies betrifft elektrostatische und elektrodynamische Felder. Es bildet sich an der Oberfläche immer ein einheitliches EM-Potential aus.
All das gilt nur dann, wenn die Oberfläche elektrisch leitend ist. Eine Holzkugel derselben Gestalt würde kein eigenes Feld aufbauen, sondern das einströmende einfach weitergeben.