Vad är ett elektriskt fält och vilka egenskaper har det
definition
Runt en laddad kropp uppstår ett elektriskt fält. Enkelt uttryckt är detta ett fält som verkar på andra organ med en viss kraft.
Det viktigaste kvantitativa kännetecknet är det elektriska fältstyrkan. Det är lika med förhållandet mellan kraften som verkar på laddningen och laddningens storlek. Kraften verkar i en viss riktning, vilket innebär att det elektriska fältets spänning är en vektorkvantitet. Nedan ser du spänningsformeln:
Den elektriska fältspänningen verkar i den riktning som beräknas med principen om superposition. Det är:
I figuren nedan ser du en villkorad grafisk bild av två laddningar med olika polaritet och kraftlinjerna för det elektriska fältet som uppstår mellan dem.
Viktigt! Huvudvillkoren för utseendet på ett elektriskt fält är att kroppen måste ha någon form av laddning. Först då uppstår ett fält runt det som kommer att agera på andra laddade organ.
För att bestämma storleken på det elektriska fältet runt en enhetstestladdning med hänge lagi detta fall:
Ett sådant fält kallas också Coulomb.
En annan viktig fysisk mängd är det elektriska fältets potential. Detta är inte längre en vektor utan en skalmängd, den är direkt proportionell mot energin som appliceras på laddningen:
Viktigt! Det elektriska fältets styrka och energi är spänning och potential. Detta är dess huvudsakliga fysiska egenskaper.
Det mäts i volt och är numeriskt lika med EP: s arbete med att flytta en laddning från en viss punkt till oändlighet.
Du kan lära dig mer om vad som är det elektriska fältets styrka i videodelen:
Fältvyer
Det finns flera grundläggande typer av fält, beroende på var det finns. Låt oss överväga några exempel på uppkomna fält i olika situationer.
- Om laddningarna är stationära är detta ett statiskt fält.
- Om laddningarna rör sig längs ledaren - magnetisk (inte förväxlas med elektronstrålen).
- Ett stationärt fält uppstår kring fasta ledare med konstant ström.
- I radiovågor avges ett elektriskt och magnetiskt fält, som är belägna i rymden vinkelrätt mot varandra. Detta händer eftersom varje förändring i magnetfältet ger upphov till elektromagnetism med stängda fältlinjer.
Elektriskt fältdetektering
Vi försökte berätta för dig alla viktiga definitioner och villkor för att det finns ett elektriskt fält på ett enkelt språk. Låt oss ta reda på hur vi hittar det. Magnetdetektering är enkel - med en kompass.
Vi kan upptäcka ett elektriskt fält i vardagen. Vi vet alla att om du gnider en plastlinjal på håret så kommer små pappersbitar att börja locka till sig det. Detta är effekten av det elektriska fältet. När du tar av dig din ylle tröja, hör du en spricka och du ser gnistrar - det är det.
Ett annat sätt att upptäcka EP är att placera en testavgift i den. Det nuvarande fältet avvisar det. Detta används i CRT-monitorer och följaktligen strålningsrören i oscilloskopet, vi kommer att prata om det senare.
praktiken
Vi nämnde redan att i vardagen manifesterar sig ett elektriskt fält när du tar bort dina ull eller syntetiska kläder från dig själv och gnistrar hoppar mellan håret och håret, när du gnider en plastlinjal och drar det över små pappersstycken, och de lockas och så vidare. Men detta är inte normala tekniska exempel.
I ledare orsakar det minsta EP förflyttningen av laddningsbärare och deras omfördelning. I dielektrik, eftersom bandgapet i dessa ämnen är stort, kommer elektronstrålen att orsaka rörelse av laddningsbärare endast vid nedbrytning av dielektriken. I halvledare är verkan mellan dielektrik och ledare, men det är nödvändigt att övervinna det lilla bandgapet genom att överföra energi i storleksordningen 0,3 ... 0,7 eV (för germanium och kisel).
Från vad som finns i varje hus är det elektroniska hushållsapparater, inklusive strömförsörjning. De har en viktig del som fungerar tack vare det elektriska fältet - det här är en kondensator. I den hålls laddningarna på plattorna separerade med en dielektrik, bara på grund av det elektriska fältets arbete. På bilden nedan ser du en villkorlig bild av laddningar på kondensatorplattorna.
Andra tillämpningar inom elektroteknik är fälteffekttransistorer eller MOS-transistorer. I deras namn nämns handlingsprincipen redan. I dem är arbetsprincipen baserad på en förändring i konduktiviteten för STOK-ISTOK under påverkan av ett tvärgående elektriskt fält på halvledaren, och i MIS (MOS, MOSFET - samma sak) är grinden helt separerad av ett dielektriskt skikt (oxid) från ledningskanalen, så att påverkan av grindströmmarna - Källa är per definition omöjlig.
En annan applikation som redan har avgått i vardagen, men som fortfarande "lever" i industriell och laboratorieteknologi - katodstrålerör (CRT eller så kallade bildrör). Där ett av alternativen för en enhet att flytta strålen över skärmen är ett elektrostatisk avböjningssystem.
Enkelt uttryckt, det vill säga en pistol som avger (avger) elektroner. Det finns ett system som avleder denna elektron till önskad punkt på skärmen för att få den önskade bilden. Spänningen appliceras på plattorna, och den utsända flygande elektronen påverkas av Coulomb-krafter av ett elektriskt fält. Allt som beskrivs händer i ett vakuum. Sedan appliceras en högspänning på plattorna, och en horisontell transformator och flyback-omvandlare installeras för att bilda den.
Videon nedan förklarar kort och tydligt vad ett elektriskt fält är och vilka egenskaper denna speciella typ av materia har:
Relaterade material:
Hämtar ...
