Ce este un câmp electric și ce proprietăți are
definiție
În jurul unui corp încărcat apare un câmp electric. În termeni simpli, acesta este un câmp care acționează asupra altor corpuri cu o anumită forță.
Principala caracteristică cantitativă este rezistența câmpului electric. Este egală cu raportul forței care acționează asupra încărcării și cu mărimea sarcinii. Forța acționează într-o anumită direcție, ceea ce înseamnă că tensiunea câmpului electric este o cantitate vectorială. Mai jos vedeți formula de tensiune:
Tensiunea câmpului electric acționează în direcția care este calculată după principiul suprapunerii. Adică:
În figura de mai jos vedeți o imagine grafică condiționată a două sarcini de polaritate diferită și a liniilor de forță ale câmpului electric care apar între ele.
Important! Principala condiție pentru apariția unui câmp electric este ca organismul să aibă un fel de încărcare. Abia atunci va apărea un câmp în jurul lui care va acționa asupra altor corpuri acuzate.
Pentru a determina mărimea câmpului electric în jurul unei unități de încărcare a testului utilizând legea pandantivuluiîn acest caz:
Un astfel de câmp se mai numește și Coulomb.
O altă cantitate fizică importantă este potențialul câmpului electric. Aceasta nu este o cantitate vectorială, ci o cantitate scalară, este direct proporțională cu energia aplicată sarcinii:
Important! Rezistența și energia caracteristică a unui câmp electric sunt tensiunea și potențialul. Aceasta este principalele sale proprietăți fizice.
Se măsoară în volți și este egal numeric cu activitatea PE în deplasarea încărcăturii dintr-un anumit punct în infinit.
Puteți afla mai multe despre care este rezistența câmpului electric din tutorialul video:
Vizualizări în câmp
Există mai multe tipuri de bază de câmpuri, în funcție de locul unde există. Să luăm în considerare câteva exemple de câmpuri apărute în diverse situații.
- Dacă tarifele sunt staționare, acesta este un câmp static.
- Dacă sarcinile se deplasează de-a lungul conductorului - magnetic (nu trebuie confundat cu fasciculul de electroni).
- Un câmp staționar apare în jurul conductoarelor fixe cu un curent constant.
- În undele radio, este emis un câmp electric și magnetic, care sunt situate în spațiu perpendicular între ele. Acest lucru se întâmplă deoarece orice schimbare a câmpului magnetic dă naștere la apariția electromagnetismului cu linii de câmp închise.
Detectarea câmpului electric
Am încercat să vă spun toate definițiile și condițiile importante pentru existența unui câmp electric într-un limbaj simplu. Să ne dăm seama cum să o găsim. Detectarea magnetică este ușoară - cu o busolă.
Putem detecta un câmp electric în viața de zi cu zi. Știm cu toții că dacă frecați o riglă de plastic pe păr, atunci bucățele mici de hârtie vor începe să o atragă. Acesta este efectul câmpului electric. Când îți scoți puloverul din lână, auzi o crăpătură și vezi scântei - asta este.
Un alt mod de a detecta EP este să plasați o încărcare a testului în el. Câmpul curent îl va respinge. Acest lucru este utilizat în monitoarele CRT și, în consecință, în tuburile de radiații ale osciloscopului, vom vorbi despre acest lucru mai târziu.
practică
Am menționat deja că în viața de zi cu zi, un câmp electric se manifestă atunci când îți scoți hainele din lână sau din material sintetic și scânteile sări între păr și păr, când freci o riglă din plastic și o tragi peste bucăți mici de hârtie, iar acestea sunt atrase și așa mai departe. Dar acestea nu sunt exemple tehnice normale.
La conductoare, cel mai mic EP provoacă mișcarea transportatorilor de sarcină și redistribuirea acestora. În dielectrice, întrucât distanța de bandă a acestor substanțe este mare, fasciculul de electroni va determina mișcarea purtătorilor de sarcină numai în cazul defalcării dielectricului. În semiconductori, acțiunea este între dielectric și conductor, dar este necesară depășirea decalajului de bandă mic, prin transferul energiei de ordinul 0,3 ... 0,7 eV (pentru germaniu și siliciu).
Din ceea ce există în fiecare casă, acestea sunt aparate electrocasnice, inclusiv surse de alimentare. Au o parte importantă care funcționează datorită câmpului electric - acesta este un condensator. În ea, încărcările sunt ținute pe plăcile separate printr-un dielectric, tocmai datorită muncii câmpului electric. În imaginea de mai jos vedeți o imagine condiționată a încărcărilor pe plăcile condensatorului.
Alte aplicații în domeniul ingineriei electrice sunt tranzistoarele cu efect de câmp sau tranzistoarele MOS. În numele lor, principiul acțiunii este deja menționat. În ele, principiul de funcționare se bazează pe o schimbare a conductivității STOK-ISTOK sub influența unui câmp electric transversal asupra semiconductorului, iar în MIS (MOS, MOSFET - același lucru), poarta este complet separată de un strat dielectric (oxid) de canalul conducător, astfel încât influența curenților porții - SURSA este imposibilă prin definiție.
O altă aplicație care a plecat deja în viața de zi cu zi, dar care este încă „vie” în tehnologia industrială și de laborator - tuburi cu fascicul de electroni (CRT-uri sau așa-numitele tuburi de imagine). În cazul în care una dintre opțiunile pentru un dispozitiv de a muta fasciculul pe ecran este un sistem de deflectare electrostatic.
În termeni simpli, adică o armă care emite (emite) electroni. Există un sistem care deviază acest electron în punctul dorit de pe ecran pentru a obține imaginea dorită. Tensiunea se aplică pe plăci, iar electronul zburător emis este afectat, respectiv, de forțele Coulomb și de câmpul electric. Tot ce este descris se întâmplă în vid. Apoi, se aplică o tensiune înaltă pe plăci și se instalează un transformator orizontal și un convertor flyback.
Videoclipul de mai jos explică succint și clar ce este un câmp electric și ce proprietăți are acest tip special de materie:
Materiale conexe:
Se încarcă ...
