Elektromos tér: meghatározás, jellemzők, tulajdonságok

A fizikában létezik egy olyan kifejezés, hogy "elektromos mező". Egy bizonyos erő megjelenését írja le a töltött testek körül. A gyakorlatban alkalmazzák és a mindennapi életben is megtalálható. Ebben a cikkben megvizsgáljuk, hogy mi az elektromos mező és milyen tulajdonságai vannak, valamint hol keletkezik és alkalmazzák.

Meghatározás

A töltött test körül elektromos tér jön létre. Egyszerűen fogalmazva, ez egy olyan mező, amely bizonyos erővel hat más testekre.

A fő mennyiségi jellemző az elektromos térerősség. Ez egyenlő a töltésre ható erő és a töltés nagyságának arányával. Az erő egy bizonyos irányban hat, ezért az EP erőssége vektormennyiség. Íme a feszültség képlete:

Az EF szilárdság olyan irányba hat, amelyet a szuperpozíció elve szerint számítanak ki. Azaz:

Az alábbi ábrán két különböző polaritású töltés és a közöttük fellépő elektromos tér erővonalainak hagyományos grafikus ábrázolása látható.

Fontos! Az elektromos tér megjelenésének fő feltétele, hogy a testnek legyen valamilyen töltése. Csak ezután jön létre körülötte egy mező, amely hatással lesz a többi töltött testre.

Egyetlen teszttöltés körüli elektromos térerősség nagyságának meghatározásához használja a Coulomb törvénye, ebben az esetben:

Az ilyen mezőt Coulomb-mezőnek is nevezik.

Egy másik fontos fizikai mennyiség az elektromos tér potenciálja. Ez már nem vektor, hanem skaláris mennyiség, egyenesen arányos a töltésre alkalmazott energiával:

Fontos! Az elektromos mező erőssége és energia jellemzői az erő és a potenciál. Ezek alapvető fizikai tulajdonságai.

Voltban mérik, és számszerűen megegyezik az EF munkájával, amellyel a töltést egy bizonyos pontból a végtelenbe mozgatja.

Az oktatóvideóból többet megtudhat arról, hogy mi az elektromos térerősség:

A mezők típusai

Számos fő típusú mező létezik, attól függően, hogy hol találhatók. Nézzünk meg néhány példát a különböző helyzetekben felmerülő mezőkre.

1. Ha a töltések állók, ez egy statikus mező.
2. Ha a töltések a vezető mentén mozognak, az mágneses (nem tévesztendő össze az EF-vel).
3. Állandó áramú, rögzített vezetők körül álló mező keletkezik.
4. A rádióhullámokban elektromos és mágneses mezőt bocsátanak ki, amelyek egymásra merőleges térben helyezkednek el. Ez azért történik, mert az MF bármilyen változása zárt erővonalú elektromos mező megjelenését generálja.

Elektromos mező érzékelés

Megpróbáltuk egyszerű nyelven elmondani az elektromos tér létezésének minden fontos definícióját és feltételét. Kitaláljuk, hogyan találjuk meg. A mágneses érzékelés egyszerű – iránytű segítségével.

A mindennapi életben is találhatunk elektromos mezőt. Mindannyian tudjuk, hogy ha műanyag vonalzót dörzsöl a hajára, akkor a kis papírdarabok vonzódni kezdenek hozzá. Ez az elektromos mező hatása. Amikor leveszed a gyapjúpulóveredet, recsegést hallasz, és szikrákat látsz – ez az.

Az EF kimutatásának másik módja az, hogy teszttöltést helyezünk bele. Az érvényes mező elutasítja. Ezt használják a CRT monitorokban és ennek megfelelően az oszcilloszkóp sugárcsövekben, erről később beszélünk.

Gyakorlat

Említettük már, hogy a mindennapi életben az elektromos tér akkor nyilvánul meg, amikor leveszed magadról a gyapjú vagy műszálas ruhákat és A szikrák kicsúsznak a haj és a gyapjú közé, ha egy műanyag vonalzót dörzsölünk, és kis papírdarabokat tartunk, és vonzzák és Egyéb. De ezek nem normális technikai példák.

A vezetőkben a legkisebb EF okozza a töltéshordozók mozgását és azok újraeloszlását. A dielektrikumban, mivel ezekben az anyagokban nagy a sávköz, az elektronsugár csak dielektrikum lebomlása esetén idézi elő a töltéshordozók mozgását. A félvezetőkben a hatás a dielektrikum és a vezető között történik, de egy kis sávhézagot kell leküzdeni 0,3... 0,7 eV nagyságrendű energia átvitelével (germánium és szilícium esetében).

Minden otthonban megtalálhatóak az elektronikus háztartási készülékek, beleértve a tápegységeket is. Van egy fontos részük, amely az elektromos mezőnek köszönhetően működik - ez egy kondenzátor. Ebben a töltéseket a lemezeken tartják, dielektrikummal elválasztva, pontosan az elektromos tér munkája miatt. Az alábbi képen a kondenzátorlapokon lévő töltések hagyományos képe látható.

Egy másik alkalmazás az elektrotechnikában a térhatású tranzisztorok vagy MOS tranzisztorok. A nevükben már a működési elv is szerepel. Ezekben a működési elv a STOK-ISTOK vezetőképesség változásán alapul a félvezetőn lévő keresztirányú elektromos tér hatására, valamint a MOS-ban (MOS, MOSFET) - ugyanaz) és a kaput dielektromos réteg (oxid) teljesen elválasztja a vezető csatornától, így a GATE-FORRÁS áramok befolyása lehetetlen meghatározás.

Egy másik, a mindennapi életben már eltűnt, de az ipari és laboratóriumi technológiában még "élő" alkalmazás a katódsugárcsövek (CRT vagy ún. képcsövek). Ahol a sugárnak a képernyőn keresztül történő mozgatására szolgáló eszköz egyik lehetősége egy elektrosztatikus eltérítési rendszer.

Egyszerűen fogalmazva, létezik egy fegyver, amely elektronokat bocsát ki (kibocsát). Létezik egy rendszer, amely ezt az elektront a képernyő kívánt pontjára tereli, hogy a kívánt képet kapja. A lemezekre feszültséget kapcsolunk, és a kibocsátott repülő elektronra a Coulomb-erők, illetve az elektromos tér hat. Minden, amit leírtunk, légüres térben történik. Ezután a lemezekre nagy feszültséget kapcsolnak, és egy vízszintes pásztázó transzformátort és egy flyback átalakítót szerelnek fel annak kialakítására.

Az alábbi videó röviden és érthetően elmagyarázza, mi az elektromos mező, és milyen tulajdonságokkal rendelkezik ez a speciális anyagtípus:

Kapcsolódó anyagok:

• Mi az a dielektromos veszteség
• A vezető ellenállásának a hőmérséklettől való függése
• Ohm törvénye egyszerű szavakkal
• Villanyszerelő könyvek