Fizikoje yra toks terminas kaip „elektrinis laukas“. Jis apibūdina tam tikros jėgos atsiradimą aplink įkrautus kūnus. Tai taikoma praktikoje ir kasdieniame gyvenime. Šiame straipsnyje apžvelgsime, kas yra elektrinis laukas ir kokios jo savybės, taip pat kur jis atsiranda ir taikomas.
Turinys:
- Apibrėžimas
- Laukų tipai
- Elektrinio lauko aptikimas
- Praktika
Apibrėžimas
Aplink įkrautą kūną susidaro elektrinis laukas. Paprastais žodžiais tariant, tai laukas, kuris tam tikra jėga veikia kitus kūnus.
Pagrindinė kiekybinė charakteristika yra elektrinio lauko stipris. Jis lygus krūvį veikiančios jėgos ir krūvio dydžio santykiui. Jėga veikia tam tikra kryptimi, todėl EP stiprumas yra vektorinis dydis. Žemiau yra įtampos formulė:
EF stiprumas veikia ta kryptimi, kuri apskaičiuojama pagal superpozicijos principą. Tai yra:
Žemiau esančiame paveikslėlyje matote įprastą dviejų skirtingo poliškumo krūvių ir tarp jų atsirandančių elektrinio lauko jėgos linijų grafinį vaizdą.
Svarbu! Pagrindinė elektrinio lauko atsiradimo sąlyga yra ta, kad kūnas turi turėti tam tikrą krūvį. Tik tada aplink jį atsiras laukas, kuris veiks kitus įkrautus kūnus.
Norėdami nustatyti elektrinio lauko stiprio dydį aplink vieną bandomąjį įkrovą, naudokite Kulono dėsnis, tokiu atveju:
Toks laukas dar vadinamas Kulono lauku.
Kitas svarbus fizikinis dydis yra elektrinio lauko potencialas. Tai nebėra vektorius, o skaliarinis dydis, jis yra tiesiogiai proporcingas įkrovos energijai:
Svarbu! Elektrinio lauko stiprumo ir energijos charakteristikos yra stiprumas ir potencialas. Tai yra pagrindinės jo fizinės savybės.
Jis matuojamas voltais ir yra lygus EF darbui perkelti krūvį iš tam tikro taško į begalybę.
Daugiau apie elektrinio lauko stiprumą galite sužinoti iš vaizdo įrašo vadovėlio:
Laukų tipai
Priklausomai nuo to, kur jie yra, yra keletas pagrindinių laukų tipų. Panagrinėkime keletą laukų, atsirandančių įvairiose situacijose, pavyzdžių.
- Jei krūviai yra nejudantys, tai yra statinis laukas.
- Jei krūviai juda išilgai laidininko, jis yra magnetinis (nepainioti su EF).
- Nejudantis laukas susidaro aplink fiksuotus nuolatinės srovės laidininkus.
- Radijo bangose skleidžiamas elektrinis ir magnetinis laukai, kurie yra vienas kitam statmenai erdvėje. Taip atsitinka todėl, kad bet koks MF pokytis sukuria elektrinio lauko išvaizdą su uždaromis jėgos linijomis.
Elektrinio lauko aptikimas
Mes bandėme jums paprasta kalba pasakyti visus svarbius elektrinio lauko apibrėžimus ir sąlygas. Išsiaiškinkime, kaip jį rasti. Magnetinį aptikimą lengva aptikti naudojant kompasą.
Kasdieniame gyvenime galime rasti elektrinį lauką. Visi žinome, kad jei ant plaukų patrinsite plastikinę liniuotę, prie jų ims traukti maži popieriaus gabalėliai. Tai yra elektrinio lauko veikimas. Nusivilkus vilnonį megztinį išgirsti traškėjimą ir matai kibirkštis – tiek.
Kitas būdas aptikti EF yra į jį įdėti bandomąjį krūvį. Tinkamas laukas jį atmes. Tai naudojama CRT monitoriuose ir atitinkamai osciloskopų spindulių vamzdeliuose, apie tai kalbėsime vėliau.
Praktika
Jau minėjome, kad kasdieniame gyvenime elektrinis laukas pasireiškia tada, kai nuo savęs nusivilni vilnonius ar sintetinius drabužius ir Kibirkštys paslysta tarp plaukų ir vilnos, kai trinate plastikinę liniuotę ir laikote ant mažų popieriaus gabalėlių, jos pritraukia ir kitas. Bet tai nėra įprasti techniniai pavyzdžiai.
Laidininkuose menkiausias EF sukelia krūvininkų judėjimą ir jų persiskirstymą. Dielektrikuose, kadangi juostos tarpas šiose medžiagose yra didelis, elektronų pluoštas sukels krūvininkų judėjimą tik dielektriko gedimo atveju. Puslaidininkiuose veiksmas vyksta tarp dielektriko ir laidininko, tačiau reikia įveikti mažą juostos tarpą perduodant 0,3... 0,7 eV (germaniui ir siliciui) energiją.
Iš to, kas yra kiekvienuose namuose, yra elektroniniai buitiniai prietaisai, įskaitant maitinimo šaltinius. Jie turi svarbią dalį, kuri veikia dėl elektrinio lauko - tai yra kondensatorius. Jame krūviai laikomi ant plokštelių, atskirtų dielektriku, būtent dėl elektrinio lauko darbo. Žemiau esančiame paveikslėlyje matote įprastą kondensatoriaus plokščių įkrovų vaizdą.
Kitas pritaikymas elektrotechnikoje yra lauko tranzistoriai arba MOS tranzistoriai. Jų pavadinime jau nurodytas veikimo principas. Juose veikimo principas pagrįstas STOK-ISTOK laidumo pokyčiu, veikiant skersiniam puslaidininkio elektriniam laukui, ir MOS (MOS, MOSFET). - tas pats) ir vartai yra visiškai atskirti dielektriniu sluoksniu (oksidu) nuo laidžiojo kanalo, todėl GATE-SOURCE srovių įtaka yra neįmanoma dėl apibrėžimas.
Dar viena kasdienybėje jau išnykusi, bet pramoninėje ir laboratorinėje technologijoje vis dar „gyva“ taikymas – katodinių spindulių vamzdžiai (CRT arba vadinamieji vaizdo vamzdžiai). Kai vienas iš prietaiso, skirto spinduliui perkelti per ekraną, variantų yra elektrostatinė nukreipimo sistema.
Paprastais žodžiais tariant, yra pistoletas, kuris skleidžia (išleidžia) elektronus. Yra sistema, kuri nukreipia šį elektroną į norimą ekrano tašką, kad gautų norimą vaizdą. Plokštelėms taikoma įtampa, o skleidžiamą skraidantį elektroną veikia atitinkamai Kulono jėgos ir elektrinis laukas. Viskas, kas aprašyta, vyksta vakuume. Tada į plokštes įvedama aukšta įtampa, o jai suformuoti įrengiamas horizontalus skenuojantis transformatorius ir „flyback“ keitiklis.
Žemiau pateiktame vaizdo įraše trumpai ir aiškiai paaiškinama, kas yra elektrinis laukas ir kokias savybes turi šis ypatingas medžiagos tipas:
Susijusios medžiagos:
- Kas yra dielektriniai nuostoliai
- Laidininko varžos priklausomybė nuo temperatūros
- Omo dėsnis paprastais žodžiais
- Elektriko knygos
