Kas ir elektriskais lauks un kādas īpašības tam piemīt
Definīcija
Ap lādētu ķermeni rodas elektriskais lauks. Vienkārši izsakoties, šī ir joma, kas ar noteiktu spēku iedarbojas uz citiem ķermeņiem.
Galvenais kvantitatīvais raksturojums ir elektriskā lauka stiprums. Tas ir vienāds ar spēku, kas iedarbojas uz lādiņu, ar lādiņa lielumu. Spēks darbojas noteiktā virzienā, kas nozīmē, ka elektriskā lauka spriegums ir vektora lielums. Zemāk redzama spriegojuma formula:
Elektriskā lauka spriegums darbojas virzienā, kuru aprēķina pēc superpozīcijas principa. Es:
Zemāk redzamajā attēlā ir redzams nosacīts grafiskais attēls ar diviem dažādu polaritātes lādiņiem un starp tiem radītā elektriskā lauka spēka līnijām.
Svarīgs! Galvenais elektriskā lauka parādīšanās nosacījums ir tāds, ka ķermenim ir jābūt sava veida lādiņam. Tikai tad ap to parādīsies lauks, kas darbosies ar citām uzlādētām struktūrām.
Lai noteiktu elektriskā lauka lielumu ap vienības testa lādiņu, izmantojot kulonu likums, šajā gadījumā:
Šādu lauku sauc arī par Kulonu.
Vēl viens svarīgs fiziskais daudzums ir elektriskā lauka potenciāls. Tas vairs nav vektors, bet gan skalārs lielums, tas ir tieši proporcionāls lādiņam pielietotajai enerģijai:
Svarīgs! Elektriskā lauka raksturīgā stiprība un enerģija ir spriedze un potenciāls. Tās ir tās galvenās fizikālās īpašības.
To mēra voltos un skaitliski ir vienāds ar EP darbu, pārvietojot lādiņu no noteikta punkta uz bezgalību.
Vairāk par elektriskā lauka stiprumu varat uzzināt video pamācībā:
Lauku skati
Pastāv vairāki pamata veidu lauki, atkarībā no tā, kur tas pastāv. Apsveriet dažus piemērus, kas rodas dažādās jomās dažādās situācijās.
- Ja lādiņi ir nekustīgi, tas ir statisks lauks.
- Ja lādiņi pārvietojas pa vadītāju - magnētiski (nejaukt ar elektronu staru).
- Ap fiksētiem vadītājiem ar nemainīgu strāvu rodas nekustīgs lauks.
- Radioviļņos izstaro elektrisko un magnētisko lauku, kas atrodas telpā perpendikulāri viens otram. Tas notiek tāpēc, ka jebkādas izmaiņas magnētiskajā laukā izraisa elektromagnētisma parādīšanos ar slēgtām lauka līnijām.
Elektriskā lauka noteikšana
Mēs centāmies vienkāršā valodā pateikt visas svarīgās definīcijas un nosacījumus elektriskā lauka pastāvēšanai. Izdomāsim, kā to atrast. Magnētiskā noteikšana ir vienkārša - ar kompasu.
Elektrisko lauku mēs varam atklāt ikdienas dzīvē. Mēs visi zinām, ka, ja jūs berzēsit plastmasas lineālu uz matiem, tad mazi papīra gabali to sāks piesaistīt. Tas ir elektriskā lauka efekts. Noņemot vilnas džemperi, jūs dzirdat plaisu un redzat dzirksti - tas ir.
Vēl viens veids, kā noteikt EP, ir tajā ievietot testa lādiņu. Pašreizējais lauks to noraidīs. To izmanto CRT monitoros un attiecīgi osciloskopa starojuma caurulēs, par to mēs runāsim vēlāk.
Prakse
Mēs jau minējām, ka ikdienas dzīvē elektriskais lauks izpaužas, kad jūs noņemat no sevis vilnas vai sintētiskās drēbes un dzirkstis lec starp matiem un matiem, kad jūs berzējat plastmasas lineālu un zīmējat to virs maziem papīra gabaliņiem, un tie tiek pievilkti utt. Bet šie nav normāli tehniski piemēri.
Diriģentos mazākais EP izraisa lādiņu nesēju kustību un to pārdali. Dielektrikā, tā kā joslu atstarpe šajās vielās ir liela, elektronu stars lādiņa nesēju kustību izraisīs tikai dielektriķa sabrukšanas gadījumā. Pusvadītājos darbība notiek starp dielektriķi un vadītāju, bet ir jāpārvar mazās joslas atstarpe, nododot enerģiju aptuveni 0,3 ... 0,7 eV (germānijam un silīcijam).
No tā, kas atrodas katrā mājā, tās ir elektroniskas sadzīves ierīces, ieskaitot barošanas blokus. Viņiem ir svarīga daļa, kas darbojas, pateicoties elektriskajam laukam - tas ir kondensators. Tajā lādiņi tiek turēti uz plāksnēm, kuras atdala dielektriķis, tikai elektriskā lauka darba dēļ. Zemāk redzamajā attēlā redzat nosacītu lādiņu attēlu uz kondensatora plāksnēm.
Citi pielietojumi elektrotehnikā ir lauka efektu tranzistori vai MOS tranzistori. Viņu vārdā jau minēts darbības princips. Tajos darbības princips ir balstīts uz STOK-ISTOK vadītspējas izmaiņām pusvadītāja šķērsvirziena elektriskā lauka ietekmē, bet MIS (MOS, MOSFET - tas pats) vārtus no vadošā kanāla pilnībā atdala dielektriskais slānis (oksīds) tā, ka vārtu strāvas ietekmē. - AVOTS pēc definīcijas nav iespējams.
Vēl viena lietojumprogramma, kas jau ir aizgājusi no ikdienas dzīves, bet joprojām “dzīvo” rūpniecības un laboratorijas tehnoloģijās - katodstaru lampas (CRT vai tā saucamās attēlu lampas). Ja viena no iespējām, ar kuru palīdzību ierīce pārvieto gaismu pa visu ekrānu, ir elektrostatiskā novirzīšanas sistēma.
Vienkārši izsakoties, tas ir, pistoli, kas izstaro (izstaro) elektronus. Ir sistēma, kas šo elektronu novirza uz vēlamo ekrāna punktu, lai iegūtu vēlamo attēlu. Plātnēm tiek pielikts spriegums, un izstaroto lidojošo elektronu attiecīgi ietekmē Kulona spēki ar elektriskā lauka palīdzību. Viss aprakstītais notiek vakuumā. Tad plāksnēm tiek uzlikts augsts spriegums, un, lai to izveidotu, ir uzstādīts horizontālais transformators un flyback pārveidotājs.
Zemāk esošajā videoklipā īsi un skaidri ir paskaidrots, kas ir elektriskais lauks un kādas ir šī īpašā materiāla veida īpašības:
Saistītie materiāli:
Notiek ielāde ...
