Kas yra elektrinis laukas ir kokias savybes jis turi
Apibrėžimas
Aplink įkrautą kūną atsiranda elektrinis laukas. Paprastai tariant, tai yra laukas, veikiantis kitus kūnus su tam tikra jėga.
Pagrindinė kiekybinė charakteristika yra elektrinio lauko stipris. Jis lygus krūviui veikiančios jėgos ir krūvio dydžiui. Jėga veikia tam tikra kryptimi, o tai reiškia, kad elektrinio lauko įtampa yra vektoriaus dydis. Žemiau matote įtempimo formulę:
Elektrinio lauko įtampa veikia ta kryptimi, kuri apskaičiuojama superpozicijos principu. Tai yra:
Žemiau esančiame paveikslėlyje matote sąlyginį dviejų skirtingo poliškumo krūvių ir tarp jų kylančio elektrinio lauko jėgos linijų grafinį vaizdą.
Svarbu! Pagrindinė elektrinio lauko atsiradimo sąlyga yra ta, kad kūnas turi turėti tam tikrą krūvį. Tik tada aplink jį atsiras laukas, veikiantis kitus įkrautus kūnus.
Norėdami nustatyti elektrinio lauko aplink vienetą bandymo įkrovą dydį, naudodami pakabukų įstatymasšiuo atveju:
Toks laukas dar vadinamas kulonu.
Kitas svarbus fizinis kiekis yra elektrinio lauko potencialas. Tai nėra vektorinis dydis, o skaliarinis dydis, jis yra tiesiogiai proporcingas krūviui naudojamai energijai:
Svarbu! Elektrinio lauko stiprumas ir energija yra įtampa ir potencialas. Tai yra pagrindinės jo fizinės savybės.
Jis matuojamas voltais ir yra skaitmeniškai lygus EP darbui perkeliant įkrovą iš tam tikro taško į begalybę.
Galite sužinoti daugiau apie tai, kas yra elektrinio lauko stipris, iš vaizdo įrašo vadovėlio:
Lauko vaizdai
Yra keli pagrindiniai laukų tipai, atsižvelgiant į tai, kur jie yra. Panagrinėkime keletą iškylančių sričių įvairiose situacijose pavyzdžių.
- Jei krūviai nekinta, tai yra statinis laukas.
- Jei krūviai juda išilgai laidininko - magnetinis (nepainioti su elektronų pluoštu).
- Nejudantis laukas atsiranda aplink fiksuotus laidininkus su pastovia srove.
- Radijo bangomis skleidžiamas elektrinis ir magnetinis laukai, esantys erdvėje statmenai vienas kitam. Taip atsitinka todėl, kad bet koks magnetinio lauko pasikeitimas sukelia elektromagnetų su uždaromis lauko linijomis atsiradimą.
Elektrinio lauko aptikimas
Mes stengėmės papasakoti jums visus svarbius elektrinio lauko egzistavimo apibrėžimus ir sąlygas paprasta kalba. Išsiaiškinkime, kaip jį rasti. Magnetą aptikti lengva - naudojant kompasą.
Elektrinį lauką galime aptikti kasdieniame gyvenime. Mes visi žinome, kad jei įtrinsite plastikinę liniuotę ant savo plaukų, tada pradės traukti maži popieriaus gabaliukai. Tai yra elektrinio lauko poveikis. Kai nusiauni vilnonį megztinį, girdi plyšį ir matai kibirkščius - viskas.
Kitas būdas aptikti EP yra įdėti į jį bandomąjį užtaisą. Dabartinis laukas jį atmes. Tai naudojama CRT monitoriuose ir atitinkamai osciloskopo spinduliuotės vamzdeliuose, apie tai kalbėsime vėliau.
Praktika
Jau minėjome, kad kasdieniame gyvenime elektrinis laukas pasireiškia, kai nusiimi nuo savęs vilnonius ar sintetinius drabužius ir kibirkštys šokinėja tarp plaukų ir plaukų, kai trini plastikinę liniuotę ir pieši ją ant mažų popieriaus gabaliukų, o jie traukia ir panašiai. Bet tai nėra įprasti techniniai pavyzdžiai.
Laidininkuose mažiausias EP sukelia įkrovos nešiklių judėjimą ir jų perskirstymą. Dielektrikuose, kadangi juostų tarpas šiose medžiagose yra didelis, elektronų pluoštas sukels krūvininkų judėjimą tik dielektriko sugedimo atveju. Puslaidininkiuose veiksmas vyksta tarp dielektriko ir laidininko, tačiau būtina įveikti mažos juostos tarpą perduodant 0,3 ... 0,7 eV energiją (germaniui ir siliciui).
Tai, kas yra kiekviename name, tai yra elektroniniai buitiniai prietaisai, įskaitant maitinimo šaltinius. Jie turi svarbią dalį, kuri veikia elektrinio lauko dėka - tai yra kondensatorius. Jame krūviai yra laikomi plokštelėse, atskirtose dielektriku, lygiai taip pat ir dėl elektrinio lauko darbo. Žemiau esančioje nuotraukoje matote sąlyginį įkrovų vaizdą ant kondensatoriaus plokštelių.
Kiti pritaikymai elektrotechnikoje yra lauko tranzistoriai arba MOS tranzistoriai. Jų vardu jau minimas veikimo principas. Juose veikimo principas grindžiamas STOK-ISTOK laidumo pasikeitimu veikiant skersiniam elektriniam laukui ant puslaidininkio, o MIS (MOS, MOSFET - tas pats) vartai yra visiškai atskirti dielektriniu sluoksniu (oksidu) nuo laidžiojo kanalo taip, kad vartų srovių įtaka - ŠALTINIS neįmanoma pagal apibrėžimą.
Kita, kasdieniniame gyvenime jau nebetaikoma, tačiau vis dar „gyvenanti“ pramonės ir laboratorijų technologija - katodinių spindulių lempos (CRT arba vadinamieji vaizdo vamzdžiai). Viena iš įrenginio parinkčių, leidžiančių perkelti spindulį per ekraną, yra elektrostatinė nukreipimo sistema.
Paprasčiau tariant, tai yra pistoletas, kuris skleidžia (skleidžia) elektronus. Yra sistema, nukreipianti šį elektroną į norimą tašką ekrane, kad būtų gautas norimas vaizdas. Plokštėms taikoma įtampa, o skleidžiamą skraidantį elektroną paveikia atitinkamai Kulono jėgos - elektrinis laukas. Viskas aprašyta vyksta vakuume. Tada plokštėms taikoma aukšta įtampa, o jos suformavimui yra sumontuotas horizontalus transformatorius ir grįžtamasis keitiklis.
Žemiau pateiktame vaizdo įraše trumpai ir aiškiai paaiškinta, kas yra elektrinis laukas ir kokias savybes turi šis ypatingas materijos tipas:
Susijusios medžiagos:
Įkeliama ...
