Hvad er et elektrisk felt, og hvilke egenskaber har det
definition
Omkring et ladet organ opstår et elektrisk felt. Kort sagt er dette et felt, der handler med andre organer med en bestemt styrke.
Den vigtigste kvantitative egenskab er det elektriske feltstyrke. Det er lig med forholdet mellem den kraft, der virker på ladningen, og ladningens størrelse. Kraften virker i en bestemt retning, hvilket betyder, at spændingen i det elektriske felt er en vektormængde. Nedenfor ser du spændingsformlen:
Den elektriske feltspænding virker i den retning, der er beregnet ud fra superpositionprincippet. Det er:
I figuren nedenfor ser du et betinget grafisk billede af to ladninger med forskellig polaritet og kraftlinierne i det elektriske felt, der opstår mellem dem.
Vigtigt! Den vigtigste betingelse for udseendet af et elektrisk felt er, at kroppen skal have en slags ladning. Først da opstår et felt omkring det, der vil handle på andre ladede organer.
For at bestemme størrelsen af det elektriske felt omkring en enhedstestladning vha vedhænge lovi dette tilfælde:
Et sådant felt kaldes også Coulomb.
En anden vigtig fysisk mængde er det elektriske feltpotentiale. Dette er ikke en vektormængde, men en skalær mængde, den er direkte proportional med energien, der tilføres ladningen:
Vigtigt! Styrken og energien for et elektrisk felt er spænding og potentiale. Dette er dens vigtigste fysiske egenskaber.
Det måles i volt og er numerisk lig med EP's arbejde med at flytte ladningen fra et bestemt punkt til uendeligt.
Du kan lære mere om, hvad der er det elektriske feltstyrke fra videostudiet:
Feltvisninger
Der er flere grundlæggende felttyper, afhængigt af hvor det findes. Lad os overveje nogle eksempler på opstående felter i forskellige situationer.
- Hvis ladningerne er stille, er dette et statisk felt.
- Hvis ladningerne bevæger sig langs lederen - magnetisk (må ikke forveksles med elektronstrålen).
- Et stationært felt opstår omkring faste ledere med en konstant strøm.
- I radiobølger udsendes et elektrisk og magnetisk felt, som er placeret i rummet vinkelret på hinanden. Dette sker, fordi enhver ændring i magnetfeltet giver anledning til udseendet af elektromagnetisme med lukkede feltlinjer.
Elektrisk feltdetektion
Vi forsøgte at fortælle dig alle de vigtige definitioner og betingelser for eksistensen af et elektrisk felt på simpelt sprog. Lad os finde ud af, hvordan vi finder det. Magnetdetektion er let - med et kompas.
Vi kan registrere et elektrisk felt i hverdagen. Vi ved alle, at hvis du gnider en plastik lineal på dit hår, så vil små stykker papir begynde at tiltrække det. Dette er effekten af det elektriske felt. Når du tager din uldtrøje af, hører du en revne, og du ser gnister - det er det.
En anden måde at registrere EP er at placere en testladning i. Det aktuelle felt afviser det. Dette bruges i CRT-skærme og følgelig oscilloskopets strålingsrør, vi vil tale om dette senere.
praksis
Vi nævnte allerede, at i det daglige liv manifesterer et elektrisk felt sig, når du tager dit uld eller syntetiske tøj af dig selv og glitrer spring mellem dit hår og uld, når du gnider en plastlineal og trækker det over små stykker papir, og de tiltrækkes og så videre. Men dette er ikke normale tekniske eksempler.
I ledere forårsager det mindste EP bevægelsen af ladningsbærere og deres omfordeling. I dielektrik, da båndafstanden i disse stoffer er stor, vil elektronstrålen kun forårsage bevægelse af ladningsbærere i tilfælde af nedbrydning af dielektrikum. I halvledere er handlingen mellem dielektrikum og leder, men det er nødvendigt at overvinde det lille båndgap ved at overføre energi i størrelsesordenen 0,3 ... 0,7 eV (for germanium og silicium).
Fra hvad der er i hvert hus, er dette elektroniske husholdningsapparater, inklusive strømforsyninger. De har en vigtig del, der fungerer takket være det elektriske felt - dette er en kondensator. I den holdes ladningerne på pladerne adskilt af en dielektrik netop på grund af arbejdet i det elektriske felt. På billedet herunder ser du et betinget billede af ladninger på kondensatorpladerne.
Andre anvendelser inden for elektroteknik er felteffekttransistorer eller MOS-transistorer. I deres navn er handlingsprincippet allerede nævnt. I dem er driftsprincippet baseret på en ændring i konduktiviteten af STOK-ISTOK under påvirkning af et tværgående elektrisk felt på halvlederen, og i MIS (MOS, MOSFET - den samme ting) er porten fuldstændigt adskilt af et dielektrisk lag (oxid) fra ledningskanalen, så påvirkningen af portstrømmene - KILDE er per definition umulig.
En anden applikation, der allerede er gået i hverdagen, men stadig "lever" i industriel og laboratorieteknologi - katodestrålerør (CRT'er eller såkaldte billedrør). Hvor en af mulighederne for en enhed til at bevæge strålen hen over skærmen er et elektrostatisk afbøjningssystem.
Enkelt sagt, det vil sige en pistol, der udsender (udsender) elektroner. Der er et system, der afleder denne elektron til det ønskede punkt på skærmen for at få det ønskede billede. Spænding påføres pladerne, og det udsendte, flyvende elektron påvirkes af henholdsvis Coulomb-kræfter og det elektriske felt. Alt beskrevet sker i vakuum. Derefter påføres en højspænding på pladerne, og en vandret transformer og flyback-konverter installeres for at danne den.
Videoen nedenfor forklarer kort og tydeligt, hvad et elektrisk felt er, og hvilke egenskaber denne specielle type stof har:
Relaterede materialer:
Indlæser ...
