Gleichnamige Ladungen stoßen einander ab, ungleichnamige Ladungen ziehen einander an. Das kann man im Feldlinienbild sehr gut erkennen. Benachbarte gleichnamige Ladungen sind niemals durch Feldlinien verbunden. Das gilt auch bei komplizierten Feldern. Aber warum können einander elektrische Feldlinien niemals kreuzen (F6)?
| Feldlinien (F7) bei Anziehung (a) und Abstoßung (b). |
Erinnere dich: Die Feldlinien geben die Richtung der Gesamtkraft an jedem Punkt des Raumes an. Würden sich Linien kreuzen, dann würden auf eine Ladung an diesem Punkt zwei Gesamtkräfte gleichzeitig wirken. Absurd, denn die Gesamtkraft ist ja schon eine Summe aller Kräfte! Das wäre genauso, als hätte eine Addition zwei Ergebnisse. Deshalb heißt es auch bei der Definition des Feldes: Jedem Punkt des Raumes kann eine bestimmte Eigenschaft zugeordnet werden. Daher können sich die Feldlinien niemals kreuzen.
| Die Feldlinien kommen in der Mitte sehr nahe, kreuzen einander aber nicht. |
| Feldlinienbild einer komplizierten Anordnung von Ladungen. Die Größe der Scheibchen entspricht der Größe der elektrischen Ladungen. Größere Ladungen haben natürlich auch eine größere Feldliniendichte. |
Außerdem sind elektrische Feldlinien niemals in sich geschlossen. Sie führen also niemals direkt wieder zur selben Ladung zurück. Man sagt daher, das elektrische Feld ist wirbelfrei. Auch das gilt für komplizierte Anordnungen von Ladungen. Es klingt zunächst verblüffend, aber man kann diese Tatsache aus dem Energiesatz ableiten. Gäbe es nämlich geschlossene Feldlinien, dann könnte man ein Perpetuum mobile erzeugen, und das ist ja leider unmöglich.
Zusammenfassung