Als Feld wird ein Raum bezeichnet, welcher mit der Wirkung einer Kraft erfüllt ist. In einem elektrischen Feld kann jedem Raumpunkt eine elektrische Feldstärke zugewiesen werden. Die Feldstärke ist eine Kraft, also ein Vektor (richtungsorientiert).
Ein elektrisches Feld eines Dipols (zwei gegensätzliche Pole, ein elektrischer Dipol ist das räumlich getrennte Anordndung von positiver und negativer Ladung) zeigt die Richtungsorientiertheit (Feldlinien) der elektrischen Feldstärke vom einen Pol zum anderen.
Die nachweisbaren Feldlinien sind niemals in sich geschlossen, sondern zeigen auf entgegengesetzte Ladungsträger.
Auf die Ladungsträger im elektrischen Feld wirkt die Kraft F, welche abhängig von der Feldstärke E und der Anzahl der Ladungsträger ist. Die Feldstärke ist das Verhältnis aus der anliegenden Kraft F und der vorkommenden Ladung.
Diese Kraft F ist bei einer positiven Ladung zu der Richtung des elektrischen Feldes orientiert, andernfalls sind die Kräfte entgegengesetzt.
Ein elektrisches Feld besteht aus Punktladungen, die Feldstärke E zeigt immer von der positiven Ladung weg und zur negativen Ladung. Punktladungen haben ein sogenanntes Nahfeld, welches sie selbst umgibt.
Versammelte Punktladungen stellen ein Fernfeld dar, welches der Größe des positiven oder negativen Ladungsüberschuss entspricht, welcher zum Ausgleich der Ladungsverhältnisse nötig ist.
Ein elektrisches Feld, welche von ruhenden bzw. sich nicht bewegenden Ladungen erzeugt, ist das elektrische Feld ein sogenanntes elektrostatisches Feld.
Zwei sich nicht berührende, leitfähige Anschlüsse (z.B. Kupferdrähte) an eine Spannungsquelle werden Elektroden genannt.
Homogenes elektrisches Feld
In einem homogenen Feld verlaufen die Feldlinien absolut parallel zu einander von der positiven Ladung zur negativen Ladung. Die Ladungen sind getrennt und räumlich parallel aufgestellt. Jeder Vektor der Feldstärke hat außer der selben Orientierung und Richtung auch den selben Betrag (Länge).
Der Betrag der Feldstärke kann in einem homogenen elektrischen Feld sehr einfach bestimmt werden. Die Feldstärke ist abhängig von der Spannung U, welche zwischen den Ladungen im Fernfeld auftritt sowie vom Abstand der unterschiedlichen Ladungsträger voneinander (hier: d).
Wird die Spannung vergrößert, wächst auch der Betrag der elektrischen Feldstärke, ebenso wenn der Abstand zwischen den unterschiedlichen Ladungsträgern verringert wird. So kann auch bei relativ geringer Spannung eine hohe Feldstärke auftreten.
Beispielsweise tritt eine Feldstärke E von 110 kV / m bei einer Hochspannungsleitung (110 000 V, Abstand von einem Meter).
Ein Mikrocontroller, welcher Leitungsabstände von beispielsweise nur einem Mikrometer bei nur 5 V Spannung führt, kann eine wesentlich höhere Feldstärke zur Folge haben.
