Reiben, Berühren und geladene Platten verschieben Elektronen, aber sie erzeugen oder vernichten nie Ladung. Ladung kommt immer in ganzen Elektronen: Q = n·e, mit e = 1,602 × 10⁻¹⁹ C.
Reiben erzeugt keine Ladung, es verschiebt Elektronen: Q = −n·e auf der einen Seite, +n·e auf der anderen. Lade einen Ballon, sieh, was der Wolle bleibt, zähle Elektronen und erzeuge ein Ion.
Ein geladener Tropfen schwebt, wenn die elektrische Kraft seine Gewichtskraft ausgleicht: q·V ÷ d = m·g. Miss Ladungen, zähle Elektronen, stelle die Spannung ein und finde e aus drei Tropfen.
Ladung fließt durch Metall, bis beide Kugeln dasselbe Potenzial haben, und durch Kunststoff gar nicht. Teile Ladung zwischen gleichen Kugeln, gib sie in einer Reihe weiter, teste eine Kunststoffkugel und verbinde eine große mit einer kleinen Kugel.
Der spezifische Widerstand entscheidet, ob ein Stoff leitet: R = ρ·L ÷ A, I = V ÷ R. Kupfer und Glas liegen zwanzig Zehnerpotenzen auseinander. Teste fünf Proben an einem 12-V-Prüfstand.
Gleiche Ladungen stoßen sich mit F = k·q₁·q₂ ÷ r² ab, umso stärker, je näher sie sind. Eine Perle schwebt, wo diese Kraft ihr Gewicht ausgleicht. Bestimme Abstand, Ladung, Masse und die Kraft des Bodens.
Ladungen stoßen sich ab oder ziehen sich an mit F = k·q₁·q₂ ÷ r², gleich groß und entgegengesetzt, und Kräfte mehrerer Ladungen addieren sich. Miss eine Anziehung, finde einen Gleichgewichtspunkt, addiere zwei Kräfte, bestimme eine Ladung und verdopple alles.
Das elektrische Feld ist die Kraft auf eine Probeladung geteilt durch ihre Ladung, E = F ÷ q, und eine Punktladung erzeugt E = k·Q ÷ r². Bestimme ein Feld aus einer Kraft, berechne die Kraft auf eine Sonde, addiere zwei Felder und finde einen Abstand.
Zwischen zwei geladenen Platten ist das Feld homogen, E = V ÷ d, und eine Ladung spürt quer zum Strahl einen gleichbleibenden Schub, sodass ihre Bahn zur Parabel wird. Bestimme Feld, Beschleunigung, Ablenkung, die Spannung für ein Ziel und die Ablenkung eines Protons.
Das elektrische Potenzial ist Energie pro Ladung: Eine Punktladung erzeugt V = k·Q ÷ r, Potenziale addieren sich wie Zahlen, und eine Ladung q zu tragen kostet die Arbeit W = q·ΔV. Lies ein Potenzial ab, steig hinauf, folge einer Höhenlinie, addiere zwei Ladungen und finde einen Ring.
Eine Ladung, die eine Spannung ΔV durchläuft, gewinnt kinetische Energie q·ΔV = ½·m·v². Bestimme Energie und Geschwindigkeit eines Elektrons, die Geschwindigkeit eines Protons, die Energie eines Alphateilchens in eV und die Spannung, die ein Elektron stoppt.