Elektrik alanı nedir ve hangi özelliklere sahiptir?
tanım
Yüklü bir gövdenin etrafında bir elektrik alanı ortaya çıkar. Basit bir ifadeyle, bu, belirli bir güçle diğer bedenlere etki eden bir alandır.
Ana niceliksel karakteristik elektrik alan kuvvetidir. Yüke etkiyen kuvvetin yükün büyüklüğüne oranına eşittir. Kuvvet belirli bir yönde hareket eder, yani elektrik alanının gerilimi bir vektör miktarıdır. Aşağıda gerginlik formülünü görüyorsunuz:
Elektrik alan gerilimi, süperpozisyon prensibi ile hesaplanan yönde hareket eder. Bu:
Aşağıdaki şekilde, farklı kutuplara sahip iki yükün ve aralarında ortaya çıkan elektrik alanının kuvvet çizgilerinin koşullu bir grafik görüntüsünü görüyorsunuz.
Önemli! Bir elektrik alanının ortaya çıkması için ana koşul, vücudun bir tür yüke sahip olması gerektiğidir. Ancak o zaman etrafında diğer yüklü organlara etki edecek bir alan ortaya çıkacaktır.
Bir birim test yükünün çevresindeki elektrik alanının büyüklüğünü belirlemek için kolye kanunubu durumda:
Böyle bir alana Coulomb da denir.
Bir diğer önemli fiziksel miktar elektrik alan potansiyelidir. Bu artık bir vektör değil, skaler bir miktardır, yüke uygulanan enerji ile doğru orantılıdır:
Önemli! Bir elektrik alanının güç ve enerji özelliği gerilim ve potansiyeldir. Bu onun ana fiziksel özellikleridir.
Volt cinsinden ölçülür ve EP'nin yükü belirli bir noktadan sonsuza taşıma konusundaki çalışmalarına sayısal olarak eşittir.
Video alanından elektrik alan gücünün ne olduğu hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz:
Alan Görünümleri
Bulunduğu yere bağlı olarak birkaç temel alan türü vardır. Çeşitli durumlarda ortaya çıkan alanların bazı örneklerini ele alalım.
- Yükler sabitse, bu statik bir alandır.
- Yükler iletken boyunca hareket ederse - manyetik (elektron ışını ile karıştırılmamalıdır).
- Sabit akım ile sabit iletkenlerin etrafında sabit bir alan oluşur.
- Radyo dalgalarında, uzayda birbirine dik bulunan bir elektrik ve manyetik alan yayılır. Bunun nedeni, manyetik alandaki herhangi bir değişikliğin kapalı alan çizgileri ile elektromanyetizmanın ortaya çıkmasına neden olmasıdır.
Elektrik alan tespiti
Bir elektrik alanının varlığı için tüm önemli tanımları ve koşulları basit bir dilde anlatmaya çalıştık. Nasıl bulacağımızı bulalım. Manyetik algılama kolaydır - pusula ile.
Günlük yaşamda bir elektrik alanı tespit edebiliriz. Hepimiz biliyoruz ki, saçınıza plastik bir cetvel sürerseniz, küçük kağıt parçaları onu çekmeye başlayacaktır. Bu, elektrik alanının etkisidir. Yünlü süveterinizi çıkardığınızda, bir çatlak duyarsınız ve parıldıyor - işte bu.
EP'yi tespit etmenin bir başka yolu, içine bir test yükü yerleştirmektir. Geçerli alan onu reddeder. Bu CRT monitörlerde kullanılır ve buna göre osiloskopun radyasyon tüpleri, daha sonra bunun hakkında konuşacağız.
uygulama
Günlük yaşamda, yünlü veya sentetik kıyafetlerinizi kendinizden çıkardığınızda ve saçlarınızla saçlarınız arasında parıldadığınızda, plastik bir cetveli ovup küçük kağıt parçaları üzerine çizdiğinizde bir elektrik alanının kendini gösterdiğini ve daha önce çektiğini belirtmiştik. Ancak bunlar normal teknik örnekler değildir.
İletkenlerde, en küçük EP yük taşıyıcılarının hareketine ve bunların yeniden dağıtılmasına neden olur. Dielektriklerde, bu maddelerdeki bant boşluğu büyük olduğundan, elektron demeti, yük taşıyıcıların sadece dielektrikin bozulması durumunda hareket etmesine neden olacaktır. Yarı iletkenlerde, eylem dielektrik ve iletken arasındadır, ancak 0.3 ... 0.7 eV (germanyum ve silikon için) enerjisini aktararak küçük bant boşluğunun üstesinden gelmek gerekir.
Her evde olanlardan, bunlar güç kaynakları da dahil olmak üzere elektronik ev aletleri. Elektrik alanı sayesinde çalışan önemli bir parçası var - bu bir kapasitör. İçinde, yükler, elektrik alanının çalışması nedeniyle aynı olan bir dielektrik ile ayrılmış plakalar üzerinde tutulur. Aşağıdaki resimde kapasitör plakalarındaki yüklerin koşullu bir görüntüsünü görüyorsunuz.
Elektrik mühendisliğindeki diğer uygulamalar alan etkili transistörler veya MOS transistörlerdir. Adlarında, eylem ilkesinden zaten bahsedilmiştir. Onlarda, çalışma prensibi STOK-ISTOK'un iletkenliğinde yarı iletken üzerindeki enine bir elektrik alanının etkisi altında ve MIS'de (MOS, MOSFET - aynı şey), kapı akımlarının etkisi tamamen dielektrik bir tabaka (oksit) ile ayrılmıştır, böylece kapı akımlarının etkisi - KAYNAK tanımı gereği imkansızdır.
Günlük yaşamda halihazırda ayrılan, ancak endüstriyel ve laboratuvar teknolojisinde hala “yaşayan” başka bir uygulama - katot ışın tüpleri (CRT'ler veya resim tüpleri). Bir cihazın ışını ekran boyunca hareket ettirmesi için seçeneklerden biri elektrostatik saptırma sistemidir.
Basit bir ifadeyle, yani elektron yayan (yayan) bir tabanca. İstenen görüntüyü elde etmek için bu elektronu ekranda istenen noktaya saptıran bir sistem vardır. Plakalara voltaj uygulanır ve yayılan uçan elektron, sırasıyla bir elektrik alanından Coulomb kuvvetlerinden etkilenir. Açıklanan her şey bir boşlukta olur. Daha sonra plakalara yüksek bir voltaj uygulanır ve onu oluşturmak için yatay bir transformatör ve geri dönüş dönüştürücüsü kurulur.
Aşağıdaki video, bir elektrik alanının ne olduğunu ve bu özel madde türünün hangi özelliklere sahip olduğunu kısaca ve açık bir şekilde açıklamaktadır:
İlgili malzemeler:
Yükleniyor ...
