Füüsikas on selline termin nagu "elektriväli". See kirjeldab teatud jõu ilmumist laetud kehade ümber. Seda kasutatakse praktikas ja igapäevaelus. Selles artiklis vaatleme, mis on elektriväli ja millised on selle omadused ning kus see tekib ja rakendatakse.
Sisu:
- Definitsioon
- Väljade tüübid
- Elektrivälja tuvastamine
- Harjuta
Definitsioon
Laetud keha ümber tekib elektriväli. Lihtsamalt öeldes on see väli, mis mõjub teistele kehadele teatud jõuga.
Peamine kvantitatiivne omadus on elektrivälja tugevus. See on võrdne laengule mõjuva jõu ja laengu suuruse suhtega. Jõud toimib teatud suunas, järelikult on EP tugevus vektorsuurus. Allpool on pinge valem:
EF tugevus toimib suunas, mis arvutatakse superpositsiooni põhimõttel. See on:
Alloleval joonisel näete kahe erineva polaarsusega laengu ja nende vahel tekkiva elektrivälja jõujoonte tavapärast graafilist kujutist.
Tähtis! Elektrivälja ilmnemise põhitingimus on see, et kehal peab olema mingisugune laeng. Alles siis tekib tema ümber väli, mis hakkab mõjuma teistele laetud kehadele.
Elektrivälja tugevuse määramiseks ühe katselaengu ümber kasutage Coulombi seadus, sel juhul:
Sellist välja nimetatakse ka Coulombi väljaks.
Teine oluline füüsikaline suurus on elektrivälja potentsiaal. See pole enam vektor, vaid skalaarsuurus, see on otseselt võrdeline laengule rakendatud energiaga:
Tähtis! Elektrivälja tugevus- ja energiaomadused on tugevus ja potentsiaal. Need on selle peamised füüsikalised omadused.
Seda mõõdetakse voltides ja see on arvuliselt võrdne EF tööga laengu liigutamiseks teatud punktist lõpmatuseni.
Lisateavet elektrivälja tugevuse kohta saate videoõpetusest:
Väljade tüübid
Olenevalt nende asukohast on mitut peamist tüüpi välju. Vaatleme mitut näidet erinevates olukordades tekkivatest väljadest.
- Kui laengud on paigal, on see staatiline väli.
- Kui laengud liiguvad mööda juhti, on see magnetiline (mitte segi ajada EF-ga).
- Püsivooluga fikseeritud juhtide ümber tekib statsionaarne väli.
- Raadiolainetes kiirgavad elektri- ja magnetväli, mis paiknevad ruumis üksteisega risti. See juhtub seetõttu, et mis tahes muutus MF-is tekitab suletud jõujoontega elektrivälja välimuse.
Elektrivälja tuvastamine
Püüdsime teile lihtsas keeles rääkida kõik elektrivälja olemasolu olulised määratlused ja tingimused. Mõtleme välja, kuidas seda leida. Magnettuvastus on lihtne – kasutades kompassi.
Igapäevaelus võime leida elektrivälja. Me kõik teame, et kui hõõruda oma juustele plastikust joonlauda, hakkavad väikesed paberitükid selle poole tõmbama. See on elektrivälja toime. Kui võtad oma villase kampsuni seljast, kuuled sahinat ja näed sädemeid – see on kõik.
Teine võimalus EF tuvastamiseks on asetada sellesse testlaeng. Kehtiv väli lükkab selle tagasi. Seda kasutatakse CRT-kuvarites ja vastavalt ostsilloskoobikiiretorudes, räägime sellest hiljem.
Harjuta
Oleme juba maininud, et igapäevaelus avaldub elektriväli, kui võtad endalt ära villased või sünteetilised riided ja Sädemed libisevad juuste ja villa vahele, kui hõõrud plastikust joonlauda ja hoiad üle väikeste paberitükkide ning tõmbavad ligi ja muud. Kuid need ei ole tavalised tehnilised näited.
Juhtides põhjustab vähimgi EF laengukandjate liikumist ja nende ümberjaotumist. Dielektrikutes, kuna nende ainete ribavahe on suur, põhjustab elektronkiir laengukandjate liikumist ainult dielektriku purunemise korral. Pooljuhtides toimub tegevus dielektriku ja juhi vahel, kuid väikese ribalaiuse ületamiseks on vaja üle kanda energiat suurusjärgus 0,3... 0,7 eV (germaaniumi ja räni puhul).
Igas kodus on elektroonilised kodumasinad, sealhulgas toiteallikad. Neil on oluline osa, mis töötab tänu elektriväljale – see on kondensaator. Selles hoitakse laenguid plaatidel, mis on eraldatud dielektrikuga, just tänu elektrivälja tööle. Alloleval pildil näete tavalist pilti kondensaatoriplaatide laengutest.
Teiseks elektrotehnikas kasutamiseks on väljatransistorid ehk MOS-transistorid. Nende nimes on juba mainitud tööpõhimõte. Nendes põhineb tööpõhimõte STOK-ISTOK juhtivuse muutumisel pooljuhi põiksuunalise elektrivälja mõjul ja MOS-is (MOS, MOSFET - sama) ja värav on juhtivast kanalist täielikult eraldatud dielektrilise kihiga (oksiidiga), nii et GATE-SOURCE voolude mõju on võimatu. määratlus.
Teine igapäevaelus juba kadunud, kuid tööstus- ja laboritehnoloogias endiselt "elus" rakendus on katoodkiiretorud (CRT ehk nn pilditorud). Kui kiirt üle ekraani liigutava seadme üheks võimaluseks on elektrostaatiline läbipaindesüsteem.
Lihtsamalt öeldes on relv, mis kiirgab (väljastab) elektrone. On olemas süsteem, mis suunab selle elektroni soovitud pildi saamiseks ekraanil soovitud punkti. Plaatidele rakendatakse pinge ja kiirgavat lendavat elektroni mõjutavad vastavalt Coulombi jõud ja elektriväli. Kõik kirjeldatud toimub vaakumis. Seejärel rakendatakse plaatidele kõrgepinge ja selle moodustamiseks paigaldatakse horisontaalne skaneerimistrafo ja tagasilöögimuundur.
Allolev video selgitab lühidalt ja selgelt, mis on elektriväli ja millised omadused sellel erilisel ainetüübil on:
Seotud materjalid:
- Mis on dielektriline kadu
- Juhi takistuse sõltuvus temperatuurist
- Ohmi seadus lihtsate sõnadega
- Elektriku raamatud
