Was ist elektrische Ladung? (electric charge)

Coulombsche Gesetz
Es gibt zwei Arten elektrischer Ladungen, positive und negative Ladungen.
Elektronen und Protonen tragen gleich große, aber entgegengesetzte Ladungen. Protonen haben, wie wir es nennen eine positive (+) Ladung, Elektronen eine negative (-) Ladung, Neutronen haben keine Ladung, sie sind  neutral.  (Die Bezeichnung positiv bzw. negativ ist vollkommen frei wählbar und hätte auch umgekehrt sein können )  
Der Betrag dieser Ladung heißt Elementarladung e (elementary charge) Die Ladungen des Elektrons -e und des Protons +e 
1e= 1,6021773.10-19 C.

Hat ein Atom gleich viel Elektronen wie Protonen, so ist es ungeladen (neutral)

Alle Körper besitzen eine große Anzahl elektrischer Ladungen. Normalerweise merken wir davon nichts, da sich die Wirkungen der positiven und negativen Ladungen kompensieren (aufheben). Ein Körper, mit einer Gesamtladung Null (von beiden Ladungsarten gleich viel), ist nach außen hin „elektrisch neutral". 
(Daher ist es sinnvoll, die zwei Arten von Ladungen mit positivem und negativem Vorzeichen zu versehen, und die Gesamtladung eines Körpers zu betrachten)

Geladen bedeutet: Die Anzahl der positiven und negativen Ladungen ist nicht gleich
positiv geladen: Elektronenmangel
negativ geladen: Elektronenüberschuss
Ungeladen (neutral) bedeutet: Die Anzahl der positiven und negativen Ladungen ist  gleich 

Ladungen gleichen Vorzeichens (gleichnamige Ladungen) stoßen einander ab
Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen (ungleichnamige) ziehen einander an!

 


Elektrisch geladene Objekte können über Photonen miteinander kommunizieren, d.h. sie stoßen einander ab oder ziehen einander an. Das Photon ist das Wechselwirkungsteilchen der elektromagnetischen Kraft. Das Licht besteht aus Photonen. Auch Wärme wird durch Photonen übertragen..
Das Symbol für Ladung ist Q, die Einheit der Ladung ist das Coulomb [C]1C = 6,241506.1018 e
Es ist diejenige Ladungsmenge, die bei einer zeitlich konstanten Stromstärke von 1 A während der Zeit von 1 s durch den Leiter fließt.

Ladungen sind stets an Masseteilchen gebunden 
Bsp.: Ein Elektron ist zwar unvorstellbar leicht (9,1×10-31 kg), aber Ladung ohne Materie gibt es nicht.

Teilchen Symbol Ladung
Elektron e- -e
Proton p e
Neutron n 0

Unterscheide zwischen Elementarladung und der Abkürzung für das Elektron!
negativ geladen sind: das
Elektron, negative Ionen, z.B. Cl-, das einen Überschuss an Elektronen aufweist, und das Antiproton
positiv geladen sind:
Atomkerne, Protonen, positive Ionen, z.B. Na+ und das Positron
Neben diesen
Teilchen gibt es noch einen ganzen Zoo von „Elementarteilchen", die positiv oder negativ geladen sein können, z.B.: Mesonen, Myonen ...

Ladungserhaltungssatz: in einem abgeschlossenen System ist die Summe aller Ladungen zeitlich konstant. Ladung kann weder erzeugt noch vernichtet werden Dieser grundlegende Satz hat denselben erkenntnistheoretischen Status wie der Energieerhaltungssatz. Die Physiker glauben daran. 
Die Ladungssumme im Weltall ist konstant, wahrscheinlich ist sie null
Wohl aber kann man Ladungen eines Vorzeichens isolieren und räumlich trennen. Den damit verbundenen Ladungstransport nennt man elektrischen Strom. Die räumliche Trennung von Ladungen geschieht z.B. beim Reiben. 

Sprachliche Schwierigkeiten - Beachte: 
Mit Ladung kann gemeint sein: 

Sogar ein vollkommen neutrales Metall beinhaltet eine Unmenge von beweglichen Elektronen. Soll man nun sagen es ist ungeladen oder sollten wir gestehen, dass es eine Unmenge an Ladungen enthält?  Es beinhaltet eine immense Menge an geladenen Teilchen, aber die Nettoladung ist Null, da die Anzahl der  Elektronen und die Anzahl der Protonen gleich ist.
Bringe ich  zu einem  Elektron  ein Proton, habe ich dann doppelt so viel Ladungen wie vorher, oder habe ich ein neutrales Wasserstoffatom ohne Ladung. Ich habe zweimal so viel Ladung aber die Nettoladung ist Null, da sich die negative Ladung des Elektrons im Wasserstoffatom und die positive Ladung des Protons einander aufheben.

Elektrische Ströme sind die Bewegung von neutralisierten Ladungen, die negative Ladung bewegt sich in die eine Richtung während sich  die positive Ladung gleichzeitig in die andere Richtung bewegt. Es klingt verwirrend, dass der Draht ungeladen ist, da er neutral ist, jedoch der Strom ein Fluss von Ladungen ist. 

Eine geladene Batterie hat viel mehr Energie, aber die gleiche Nettoladung und die gleiche Anzahl von Teilchen  als die ungeladene Batterie" Eine geladene Batterie übt auch keine elektrischen Kräfte auf kleine Papierschnipsel aus, wie z.B. ein geladener Glasstab.

Eine kleine Wiederholung: Ladung

Coulombsche Gesetz

E-Mail: BRG Ried i. I - Physikauswahl Aktualisiert am 06.08.2003