Hva er et elektrisk felt og hvilke egenskaper har det
definisjon
Rundt et ladet organ oppstår et elektrisk felt. Enkelt sagt er dette et felt som virker på andre organer med en viss styrke.
Den viktigste kvantitative egenskapen er det elektriske feltstyrken. Det er lik forholdet mellom kraften som virker på ladningen og størrelsen på ladningen. Kraften virker i en viss retning, noe som betyr at spenningen i det elektriske feltet er en vektormengde. Nedenfor ser du spenningsformelen:
Det elektriske feltspenningen virker i den retningen som er beregnet etter superposisjonsprinsippet. Dvs:
I figuren under ser du et betinget grafisk bilde av to ladninger med forskjellig polaritet og kraftlinjene til det elektriske feltet som oppstår mellom dem.
Viktig! Hovedbetingelsen for utseendet til et elektrisk felt er at kroppen må ha en slags ladning. Først da vil det oppstå et felt rundt det som vil handle på andre siktede organer.
For å bestemme størrelsen på det elektriske feltet rundt en enhetstestladning ved å bruke anheng lov, i dette tilfellet:
Et slikt felt kalles også Coulomb.
En annen viktig fysisk mengde er det elektriske feltpotensialet. Dette er ikke en vektormengde, men en skalær mengde, den er direkte proporsjonal med energien som tilføres ladningen:
Viktig! Styrken og energien som er karakteristisk for et elektrisk felt er spenning og potensial. Dette er dens viktigste fysiske egenskaper.
Den måles i Volts og er numerisk lik EPs arbeid med å flytte ladningen fra et bestemt punkt til uendelig.
Du kan lære mer om hva som er det elektriske feltstyrken fra videoopplæringen:
Felt utsikt
Det er flere grunnleggende felttyper, avhengig av hvor den eksisterer. La oss vurdere noen eksempler på oppståtte felt i forskjellige situasjoner.
- Hvis ladningene er stasjonære, er dette et statisk felt.
- Hvis ladningene beveger seg langs lederen - magnetisk (ikke forveksles med elektronstrålen).
- Et stasjonært felt oppstår rundt faste ledere med konstant strøm.
- I radiobølger slippes det ut et elektrisk og magnetisk felt, som er plassert i rommet vinkelrett på hverandre. Dette skjer fordi enhver endring i magnetfeltet gir opphav til elektromagnetisme med lukkede feltlinjer.
Elektrisk feltdeteksjon
Vi prøvde å fortelle deg alle viktige definisjoner og betingelser for eksistensen av et elektrisk felt på enkelt språk. La oss finne ut hvordan vi finner det. Magnetdeteksjon er enkel - med kompass.
Vi kan oppdage et elektrisk felt i hverdagen. Vi vet alle at hvis du gnir en plastlinjal på håret ditt, så vil små papirbiter begynne å tiltrekke seg det. Dette er effekten av det elektriske feltet. Når du tar av deg ullgenseren, hører du en sprekk og du ser gnister - det er det.
En annen måte å oppdage EP er å plassere en testladning i den. Det gjeldende feltet avviser det. Dette brukes i CRT-skjermer, og følgelig strålerørene til oscilloskopet, vi vil snakke om dette senere.
Øve på
Vi nevnte allerede at i hverdagen manifesterer seg et elektrisk felt når du tar av deg ull eller syntetiske klær fra deg selv og gnistrer hopper mellom håret og håret ditt, når du gnir en linjal av plast og tegner det over små papirbiter, og de blir tiltrukket og så videre. Men dette er ikke normale tekniske eksempler.
I konduktører forårsaker den minste EP-en bevegelse av ladningsbærere og deres omfordeling. I dielektrikum, siden båndgapet i disse stoffene er stort, vil elektronstrålen forårsake bevegelse av ladningsbærere bare i tilfelle nedbrytning av dielektrikumet. I halvledere er handlingen mellom dielektrikum og leder, men det er nødvendig å overvinne det lille båndgapet ved å overføre energi i størrelsesorden 0,3 ... 0,7 eV (for germanium og silisium).
Fra hva som er i hvert hus, dette er elektroniske husholdningsapparater, inkludert strømforsyninger. De har en viktig del som fungerer takket være det elektriske feltet - dette er en kondensator. I den blir ladningene holdt på platene atskilt med et dielektrikum, bare på grunn av det elektriske feltets arbeid. På bildet under ser du et betinget bilde av ladninger på kondensatorplatene.
Andre bruksområder innen elektroteknikk er felteffekttransistorer eller MOS-transistorer. Handlingsprinsippet er allerede nevnt i deres navn. I dem er driftsprinsippet basert på en endring i konduktiviteten til STOK-ISTOK under påvirkning av et tverrgående elektrisk felt på halvlederen, og i MIS (MOS, MOSFET - samme ting) er porten fullstendig adskilt av et dielektrisk lag (oksid) fra ledningskanalen, slik at påvirkningen av portstrømmene - KILDE er per definisjon umulig.
En annen applikasjon som allerede har gått i hverdagen, men som fremdeles "lever" i industriell og laboratorieteknologi - katodestrålerør (CRT-er eller såkalte bilderør). Hvor et av alternativene for en enhet for å bevege strålen over skjermen, er et elektrostatisk avbøyningssystem.
Enkelt sagt, det vil si en pistol som sender ut (avgir) elektroner. Det er et system som avleder dette elektronet til ønsket punkt på skjermen for å få ønsket bilde. Spenning påføres platene, og det utsendte, flygende elektronet påvirkes av henholdsvis Coulomb-krefter og det elektriske feltet. Alt beskrevet skjer i et vakuum. Deretter påføres en høyspenning på platene, og en horisontal transformator og flyback-omformer installeres for å danne den.
Videoen nedenfor forklarer kort og tydelig hva et elektrisk felt er og hvilke egenskaper denne spesielle typen materie har:
Relaterte materialer:
Laster ...
