Die elektrische Ladung (auch Elektrizitätsmenge) ist ein Phänomen, das sich unserer direkten sinnlichen Wahrnehmung entzieht. Sie lässt sich lediglich indirekt nachweisen, beispielsweise über die Kräfte, die zwischen Ladungen wirken. Die elektrische Ladung ist Quelle des elektrischen Feldes. Ihre Wechselwirkung mit dem elektromagnetischen Feld wird über die Maxwell'schen Gleichungen, das Coulombsche Gesetz und die Lorentzkraft beschrieben.

Es gibt genau zwei einander entgegengesetzte elektrische Ladungen, die man durch ein unterschiedliches Vorzeichen kennzeichnet und dementsprechend als positive oder negative Ladungen bezeichnet. Die Wahl der Vorzeichen erfolgte völlig willkürlich. Protonen wurden als Träger positiver Ladung, Elektronen als Träger negativer Ladung bezeichnet.

Es gilt: Ungleichnamige Ladungen ziehen sich an (positiv & negativ), gleichnamige Ladungen stoßen sich ab (positiv & positiv, negativ & negativ). Zwei gleich große, entgegengesetzte Ladungen (zum Beispiel von Elektron und Proton) heben sich auf. Als elektrisch neutral bezeichnet man daher Objekte oder Teilchen, die keine elektrische Ladung tragen, beziehungsweise deren Ladungen sich gegenseitig aufheben. Übertragen auf einen Körper, bezeichnet eine positive Ladung den Überschuss an positiven Ladungsträgern und dementsprechend eine negative Ladung den Überschuss an negativen Ladungsträgern. Die Ladung freier Objekte ist stets ein ganzzahliges Vielfaches der Elementarladung und die Ladung der Quarks stets ein ganzzahliges Vielfaches eines Drittels der Elementarladung.

Das Formelzeichen der elektrischen Ladung ist Q oder q. Die Ladung wird im Internationalen Einheitensystem in der Einheit Coulomb gemessen, die von den Basiseinheiten Ampere und Sekunde abgeleitet wird.

Geschichte

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Vermutlich wurden schon im antiken Griechenland Experimente durchgeführt, bei denen die von elektrischer Ladung ausgehenden Kräfte beobachtet werden konnten. Beispielsweise wurde eine anziehende Kraft von einem Stück Bernstein auf ein paar leichte Vogelfedern festgestellt, nachdem der Bernstein an einem trockenen Fell gerieben wurde. Deswegen hat man sich entschlossen derartige Phänomene nach dem griechischen Wort ελεκτρον (=Bernstein) „elektrisch“ zu nennen.

Berechnung

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Die allgemeine Formel für den Zusammenhang zwischen Ladung und Strom:

$Q\; =\; I\; \backslash cdot\; t$

Q: elektrische Ladung

I: elektrischer Strom

t: Zeit

Im Falle veränderlicher Ströme gilt genauer :

$\backslash mathrm\{d\}Q=I(t)\backslash cdot\backslash mathrm\{d\}t\; \backslash ;\backslash ;\backslash Leftrightarrow\backslash ;\backslash ;Q=\backslash int\_t\; I(t)\backslash mathrm\{d\}t$

dQ: Infinitesimale Veränderung der Ladung

dt: Infinitesimale Veränderung der Zeit

I(t) : Stromstärke zum Zeitpunkt t

Die Gesamtladung eines Raumgebietes (wahre Ladung) kann durch folgende Beziehung beschrieben werden:

$Q=Q\_++Q\_-=\backslash int\_\{\backslash mathrm\{Volumen\}\}\backslash ;\backslash mathrm\{d\}Q$

Folgende Spezialfälle der Ladungsverteilung können auftreten:

Ladungsverteilung	differenzielle Form	$\backslash Leftrightarrow$	Integralform
Linienladungsdichte	$\backslash lambda\; =\; \backslash frac\{\backslash mathrm\{d\}Q\}\{\backslash mathrm\{d\}l\}$	$\backslash Leftrightarrow$	$Q=\backslash int\_l\backslash lambda\backslash ;\backslash mathrm\{d\}l$
Flächenladungsdichte	$\backslash sigma\; =\; \backslash frac\{\backslash mathrm\{d\}Q\}\{\backslash mathrm\{d\}A\}$	$\backslash Leftrightarrow$	$Q=\backslash int\_A\backslash sigma\backslash ;\backslash mathrm\{d\}A$
Raumladungsdichte	$\backslash rho\; =\; \backslash frac\{\backslash mathrm\{d\}Q\}\{\backslash mathrm\{d\}V\}$	$\backslash Leftrightarrow$	$Q=\backslash int\_V\backslash rho\backslash ;\backslash mathrm\{d\}V$

Weblinks

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• Versuche und Aufgaben zur elektrischen Ladung

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