Τι είναι το ηλεκτρικό πεδίο και τι ιδιότητες έχει
Ορισμός
Ένα ηλεκτρικό πεδίο δημιουργείται γύρω από ένα φορτισμένο σώμα. Με απλά λόγια, αυτό είναι ένα πεδίο που δρα σε άλλα σώματα με συγκεκριμένη δύναμη.
Το κύριο ποσοτικό χαρακτηριστικό είναι η ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου. Είναι ίση με την αναλογία της δύναμης που δρα στο φορτίο προς το μέγεθος του φορτίου. Η δύναμη δρα σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, πράγμα που σημαίνει ότι η τάση του ηλεκτρικού πεδίου είναι μια ποσότητα φορέα. Παρακάτω βλέπετε τον τύπο έντασης:
Η τάση του ηλεκτρικού πεδίου ενεργεί προς την κατεύθυνση που υπολογίζεται από την αρχή της υπέρθεσης. Δηλαδή:
Στο παρακάτω σχήμα βλέπετε μια υπό όρους γραφική εικόνα δύο φορτίων διαφορετικής πολικότητας και των γραμμών δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου που αναδύονται μεταξύ τους.
Σημαντικό! Η κύρια προϋπόθεση για την εμφάνιση ενός ηλεκτρικού πεδίου είναι ότι το σώμα πρέπει να έχει κάποιο είδος φόρτισης. Μόνο τότε θα προκύψει ένα πεδίο γύρω από αυτό που θα ενεργεί σε άλλα φορτισμένα σώματα.
Για να προσδιορίσετε το μέγεθος του ηλεκτρικού πεδίου γύρω από μια μονάδα φόρτισης χρησιμοποιώντας κρεμαστό νόμοσε αυτήν την περίπτωση:
Ένα τέτοιο πεδίο ονομάζεται επίσης Coulomb.
Μια άλλη σημαντική φυσική ποσότητα είναι το δυναμικό του ηλεκτρικού πεδίου. Αυτό δεν είναι πλέον ένα διάνυσμα, αλλά μια κλιμακωτή ποσότητα, είναι άμεσα ανάλογη με την ενέργεια που εφαρμόζεται στο φορτίο:
Σημαντικό! Το χαρακτηριστικό δύναμης και ενέργειας ενός ηλεκτρικού πεδίου είναι η ένταση και το δυναμικό. Αυτή είναι η κύρια φυσική του ιδιότητα.
Μετράται σε Volts και είναι αριθμητικά ίση με τη δουλειά του ΕΚ στη μετακίνηση ενός φορτίου από ένα συγκεκριμένο σημείο στο άπειρο.
Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το ποια είναι η ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου από το βίντεο φροντιστήριο:
Προβολές πεδίου
Υπάρχουν διάφοροι βασικοί τύποι πεδίων, ανάλογα με το πού υπάρχει. Ας εξετάσουμε μερικά παραδείγματα πεδίων που προκύπτουν σε διάφορες καταστάσεις.
- Εάν οι χρεώσεις είναι σταθερές, αυτό είναι ένα στατικό πεδίο.
- Εάν τα φορτία κινούνται κατά μήκος του αγωγού - μαγνητικά (δεν πρέπει να συγχέονται με τη δέσμη ηλεκτρονίων).
- Ένα σταθερό πεδίο εμφανίζεται γύρω από σταθερούς αγωγούς με σταθερό ρεύμα.
- Στα ραδιοκύματα εκπέμπεται ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο, τα οποία βρίσκονται σε χώρο κάθετο το ένα με το άλλο. Αυτό συμβαίνει επειδή οποιαδήποτε αλλαγή στο μαγνητικό πεδίο προκαλεί την εμφάνιση ηλεκτρομαγνητών με κλειστές γραμμές πεδίου.
Ανίχνευση ηλεκτρικού πεδίου
Προσπαθήσαμε να σας πούμε όλους τους σημαντικούς ορισμούς και προϋποθέσεις για την ύπαρξη ηλεκτρικού πεδίου σε απλή γλώσσα. Ας μάθουμε πώς να το βρούμε. Η μαγνητική ανίχνευση είναι εύκολη - με πυξίδα.
Μπορούμε να εντοπίσουμε ένα ηλεκτρικό πεδίο στην καθημερινή ζωή. Όλοι γνωρίζουμε ότι αν τρίψετε ένα πλαστικό χάρακα στα μαλλιά σας, τότε μικρά κομμάτια χαρτιού θα αρχίσουν να το προσελκύουν. Αυτό είναι το αποτέλεσμα του ηλεκτρικού πεδίου. Όταν βγάζετε το μάλλινο πουλόβερ σας, ακούτε μια ρωγμή και βλέπετε λάμψεις - αυτό είναι.
Ένας άλλος τρόπος για την ανίχνευση EP είναι να τοποθετήσετε μια δοκιμαστική χρέωση σε αυτό. Το τρέχον πεδίο θα το απορρίψει. Αυτό χρησιμοποιείται σε οθόνες CRT και, κατά συνέπεια, στους σωλήνες ακτινοβολίας του παλμογράφου, θα το συζητήσουμε αργότερα.
Πρακτική
Αναφέραμε ήδη ότι στην καθημερινή ζωή ένα ηλεκτρικό πεδίο εκδηλώνεται όταν βγάζετε τα μάλλινα ή συνθετικά ρούχα σας από τον εαυτό σας και οι λάμψεις πηδούν ανάμεσα στα μαλλιά και τα μαλλιά σας, όταν τρίβετε ένα πλαστικό χάρακα και το τραβάτε πάνω από μικρά κομμάτια χαρτιού, και προσελκύονται και ούτω καθεξής. Αλλά αυτά δεν είναι κανονικά τεχνικά παραδείγματα.
Στους αγωγούς, το μικρότερο EP προκαλεί την κίνηση των φορέων φόρτισης και την αναδιανομή τους. Στα διηλεκτρικά, δεδομένου ότι το διάκενο ζώνης σε αυτές τις ουσίες είναι μεγάλο, η δέσμη ηλεκτρονίων θα προκαλέσει την κίνηση των φορέων φόρτισης μόνο σε περίπτωση βλάβης του διηλεκτρικού. Στους ημιαγωγούς, η δράση είναι μεταξύ του διηλεκτρικού και του αγωγού, αλλά είναι απαραίτητο να ξεπεραστεί το κενό διακένου ζώνης μεταφέροντας ενέργεια της τάξης των 0,3 ... 0,7 eV (για γερμανικό και πυρίτιο).
Από ό, τι υπάρχει σε κάθε σπίτι, αυτές είναι ηλεκτρονικές οικιακές συσκευές, συμπεριλαμβανομένων των τροφοδοτικών. Έχουν ένα σημαντικό μέρος που λειτουργεί χάρη στο ηλεκτρικό πεδίο - αυτός είναι ένας πυκνωτής. Σε αυτό, τα φορτία διατηρούνται στις πλάκες διαχωρισμένα με διηλεκτρικό, ακριβώς το ίδιο λόγω της εργασίας του ηλεκτρικού πεδίου. Στην παρακάτω εικόνα βλέπετε μια υπό όρους εικόνα φορτίων στις πλάκες του πυκνωτή.
Άλλες εφαρμογές στην ηλεκτρολογία είναι τα τρανζίστορ εφέ πεδίου ή τα τρανζίστορ MOS. Στο όνομά τους, αναφέρεται ήδη η αρχή της δράσης. Σε αυτά, η αρχή λειτουργίας βασίζεται σε μια αλλαγή στην αγωγιμότητα του STOK-ISTOK υπό την επίδραση ενός εγκάρσιου ηλεκτρικού πεδίου στον ημιαγωγό και στο MIS (MOS, MOSFET - το ίδιο πράγμα), η πύλη διαχωρίζεται εντελώς από ένα διηλεκτρικό στρώμα (οξείδιο) από το κανάλι αγωγού, έτσι ώστε η επίδραση των ρευμάτων της πύλης - Η ΠΗΓΗ είναι εξ ορισμού αδύνατη.
Μια άλλη εφαρμογή που έχει ήδη αναχωρήσει στην καθημερινή ζωή, αλλά εξακολουθεί να «ζει» στη βιομηχανική και εργαστηριακή τεχνολογία - καθοδικοί σωλήνες (CRT ή λεγόμενοι σωλήνες εικόνας). Όπου μία από τις επιλογές για μια συσκευή να μετακινεί τη δέσμη κατά μήκος της οθόνης είναι ένα ηλεκτροστατικό σύστημα εκτροπής.
Για να το θέσουμε με απλούς όρους, δηλαδή ένα όπλο που εκπέμπει (εκπέμπει) ηλεκτρόνια. Υπάρχει ένα σύστημα που εκτρέπει αυτό το ηλεκτρόνιο στο επιθυμητό σημείο της οθόνης για να λάβει την επιθυμητή εικόνα. Η τάση εφαρμόζεται στις πλάκες και το εκπεμπόμενο ιπτάμενο ηλεκτρόνιο επηρεάζεται από τις δυνάμεις Coulomb, αντίστοιχα, από ένα ηλεκτρικό πεδίο. Όλα όσα περιγράφονται συμβαίνουν σε κενό. Στη συνέχεια εφαρμόζεται μια υψηλή τάση στις πλάκες και εγκαθίστανται ένας οριζόντιος μετασχηματιστής και ένας μετατροπέας flyback
Το παρακάτω βίντεο εξηγεί εν συντομία και με σαφήνεια τι είναι ένα ηλεκτρικό πεδίο και ποιες ιδιότητες έχει αυτός ο συγκεκριμένος τύπος ύλης:
Σχετικά υλικά:
Φόρτωση ...
