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Quell- und wirbelfreies Feld

Quellen- und wirbelfreie Felder lassen sich als Gradientenfelder (wirbelfrei) eines Potentialfeldes U darstellen. Das Potentialfeld muß die Laplace-Gleichung erfüllen:

Für die Randbedingung gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Dirichletsches Problem:  Der Wert von U auf der Oberfläche des betrachteten Volumens ist festgelegt.
 
Eine geerdete Kugel liegt im elektrostatischen Feld einer Ladungsverteilung
 
2. Neumannsches Problem:  Die Richtungsableitung des Feldes senkrecht zur Oberfläche ist festgelegt.
 
Ein leitender Gegenstand befindet sich ungeerdet im elektrostatischen Feld einer Ladungsverteilung
 
Die Lösung der Laplace-Gleichung zu den Randbedingungen kann oft nur numerisch erfolgen. Es wird hierzu auf partielle Differentialgleichungen verwiesen. Das Feld erhält man durch .

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