Què és un camp elèctric i quines propietats té
Definició
Al voltant d’un cos carregat sorgeix un camp elèctric. En termes senzills, es tracta d’un camp que actua sobre altres cossos amb una certa força.
La principal característica quantitativa és la força del camp elèctric. És igual a la relació de la força que actua sobre la càrrega amb la magnitud de la càrrega. La força actua en una determinada direcció, cosa que significa que la tensió del camp elèctric és una quantitat vectorial. A continuació, veieu la fórmula de tensió:
La tensió del camp elèctric actua en la direcció que es calcula pel principi de superposició. És a dir:
A la figura següent es pot veure una imatge gràfica condicional de dues càrregues de polaritat diferent i les línies de força del camp elèctric que sorgeixen entre elles.
Important! La principal condició per a l’aparició d’un camp elèctric és que el cos hagi de tenir algun tipus de càrrega. Aleshores, apareixerà un camp al seu voltant que actuarà sobre altres cossos carregats.
Per determinar la magnitud del camp elèctric al voltant d'una càrrega de prova d'unitat utilitzant llei penjollen aquest cas:
Aquest camp també es diu Coulomb.
Una altra quantitat física important és el potencial del camp elèctric. Això ja no és un vector, sinó una quantitat escalar, directament proporcional a l'energia aplicada a la càrrega:
Important! La força i l'energia característica d'un camp elèctric són la tensió i el potencial. Aquestes són les seves principals propietats físiques.
Es mesura en volts i és numèricament igual al treball del PE per moure la càrrega des d’un cert punt fins a l’infinit.
Podeu obtenir més informació sobre quina és la força del camp elèctric a partir del vídeo tutorial:
Vistes al camp
Hi ha diversos tipus bàsics de camps, segons on existeixi. Analitzem alguns exemples de camps sorgits en diverses situacions.
- Si les càrregues són estacionàries, aquest és un camp estàtic.
- Si les càrregues es mouen pel conductor - magnètic (no s'ha de confondre amb el feix d'electrons).
- Un camp estacionari sorgeix al voltant de conductors fixos amb corrent constant.
- A les ones de ràdio, s’emet un camp elèctric i magnètic, que es troben situats en un espai perpendicular entre ells. Això succeeix perquè qualsevol canvi en el camp magnètic dóna lloc a l’aparició d’electromagnetisme amb línies de camp tancades.
Detecció de camp elèctric
Hem intentat explicar-vos totes les definicions i condicions importants per a l’existència d’un camp elèctric en un llenguatge senzill. Anem a esbrinar com es pot trobar. La detecció magnètica és fàcil, amb una brúixola.
Podem detectar un camp elèctric en la vida quotidiana. Tots sabem que si es frega una regla de plàstic als cabells, els petits papers començaran a atraure-la. Aquest és l’efecte del camp elèctric. Quan es treu el jersei de llana, se sent un trencaclosques i veus espurnejades, així és.
Una altra manera de detectar EP és posar-hi una càrrega de prova. El camp actual el rebutjarà. Això s'utilitza en monitors CRT i, en conseqüència, en els tubs de radiació de l'osciloscopi, en parlarem més endavant.
Practiqueu
Ja hem esmentat que a la vida quotidiana un camp elèctric es manifesta quan es treu la roba de llana o sintètica de tu mateix i les guspires salten entre el cabell i el cabell, quan es frega una regla de plàstic i la dibuixa per sobre de petits trossos de paper, i se senten atrets, etc. Però no són exemples tècnics normals.
En els conductors, el EP més petit provoca el moviment dels portadors i la seva redistribució. En els dielectrics, atès que el buit de banda d’aquestes substàncies és gran, el feix d’electrons provocarà el moviment dels portadors de càrrega només en el cas de la ruptura del dielèctric. En semiconductors, l’acció és entre el dielèctric i el conductor, però cal superar la petita bretxa de banda transferint una energia de l’ordre de 0,3 ... 0,7 eV (per a germani i silici).
Del que hi ha a totes les cases, es tracta d’electrodomèstics electrònics, inclosos els subministraments elèctrics. Tenen una part important que funciona gràcies al camp elèctric: es tracta d’un condensador. En ella, les càrregues es mantenen en les plaques separades per un dielèctric, justament a causa del treball del camp elèctric. A la imatge de sota es pot veure una imatge condicional de les càrregues a les plaques del condensador.
Altres aplicacions en enginyeria elèctrica són transistors d'efecte de camp o transistors MOS. En el seu nom, ja s’esmenta el principi d’acció. En ells, el principi de funcionament es basa en un canvi en la conductivitat de STOK-ISTOK sota la influència d’un camp elèctric transvers sobre el semiconductor, i en el MIS (MOS, MOSFET - el mateix), la porta està completament separada per una capa dielèctrica (òxid) del canal conductor, de manera que la influència dels corrents de la porta - La FONT no és possible per definició.
Una altra aplicació que ja ha marxat en la vida quotidiana, però que continua “viva” en la tecnologia industrial i de laboratori, els tubs de feixos d’electrons (CRT o els anomenats tubs d’imatge). Quan una de les opcions per a un dispositiu de moure el feix a la pantalla és un sistema de desviació electrostàtica.
En termes senzills, és a dir, una pistola que emet (emet) electrons. Hi ha un sistema que desvia aquest electró fins al punt desitjat de la pantalla per obtenir la imatge desitjada. El voltatge s'aplica a les plaques i l'electró volador emès es veu afectat per les forces de Coulomb, respectivament, per un camp elèctric. Tot el descrit succeeix al buit. A continuació, s’aplica una alta tensió a les plaques i s’instal·la un transformador horitzontal i un convertidor de volada per formar-lo.
El vídeo següent explica de forma breu i clara què és un camp elèctric i quines propietats té aquest tipus especial de matèria:
Materials relacionats:
Carregant ...
