Elektriskais lauks: definīcija, raksturlielumi, īpašības

Fizikā ir tāds termins kā "elektriskais lauks". Tas raksturo noteikta spēka parādīšanos ap uzlādētiem ķermeņiem. Tas tiek pielietots praksē un atrodams ikdienas dzīvē. Šajā rakstā mēs apskatīsim, kas ir elektriskais lauks un kādas ir tā īpašības, kā arī kur tas rodas un tiek pielietots.

Definīcija

Ap uzlādētu ķermeni rodas elektriskais lauks. Vienkārši sakot, tas ir lauks, kas iedarbojas uz citiem ķermeņiem ar noteiktu spēku.

Galvenais kvantitatīvais raksturlielums ir elektriskā lauka stiprums. Tas ir vienāds ar spēka, kas iedarbojas uz lādiņu, attiecību pret lādiņa lielumu. Spēks darbojas noteiktā virzienā, tāpēc EP spēks ir vektora lielums. Zemāk ir spriedzes formula:

EF stiprums darbojas virzienā, kas tiek aprēķināts saskaņā ar superpozīcijas principu. Tas ir:

Zemāk esošajā attēlā redzams divu dažādas polaritātes lādiņu un starp tiem radušos elektriskā lauka spēka līniju parasto grafisko attēlojumu.

Svarīgs! Elektriskā lauka parādīšanās galvenais nosacījums ir tāds, ka ķermenim ir jābūt sava veida lādiņam. Tikai tad ap viņu radīsies lauks, kas iedarbosies uz citiem uzlādētiem ķermeņiem.

Lai noteiktu elektriskā lauka intensitātes lielumu ap vienu testa lādiņu, izmantojiet Kulona likums, šajā gadījumā:

Šādu lauku sauc arī par Kulona lauku.

Vēl viens svarīgs fiziskais lielums ir elektriskā lauka potenciāls. Tas vairs nav vektors, bet skalārs lielums, tas ir tieši proporcionāls lādiņam pielietotajai enerģijai:

Svarīgs! Elektriskā lauka stipruma un enerģijas raksturlielumi ir spēks un potenciāls. Šīs ir tās fiziskās pamatīpašības.

To mēra voltos un skaitliski ir vienāds ar EF darbu, lai pārvietotu lādiņu no noteikta punkta uz bezgalību.

Vairāk par to, kas ir elektriskā lauka stiprums, varat uzzināt no video pamācības:

Lauku veidi

Atkarībā no tā, kur tie pastāv, ir vairāki galvenie lauku veidi. Apskatīsim vairākus piemērus laukiem, kas rodas dažādās situācijās.

1. Ja lādiņi ir nekustīgi, tas ir statisks lauks.
2. Ja lādiņi pārvietojas pa vadītāju, tas ir magnētisks (nejaukt ar EF).
3. Stacionārs lauks rodas ap fiksētiem vadītājiem ar pastāvīgu strāvu.
4. Radioviļņos tiek izstarots elektriskais un magnētiskais lauks, kas atrodas telpā perpendikulāri viens otram. Tas notiek tāpēc, ka jebkuras izmaiņas MF rada elektriskā lauka izskatu ar slēgtām spēka līnijām.

Elektriskā lauka noteikšana

Mēs centāmies vienkāršā valodā pastāstīt visas svarīgās definīcijas un nosacījumus elektriskā lauka pastāvēšanai. Izdomāsim, kā to atrast. Magnētiskā noteikšana ir vienkārša – izmantojot kompasu.

Ikdienā mēs varam atrast elektrisko lauku. Mēs visi zinām, ka, ja jūs ierīvējat plastmasas lineālu savos matos, tie sāks piesaistīt mazus papīra gabaliņus. Tā ir elektriskā lauka darbība. Kad tu novelc vilnas džemperi, dzirdi sprakšķi un redzi dzirksteles – tas arī viss.

Vēl viens veids, kā noteikt EF, ir ievietot tajā testa lādiņu. Derīgs lauks to noraidīs. To izmanto CRT monitoros un attiecīgi osciloskopu staru lampās, par to mēs runāsim vēlāk.

Prakse

Jau minējām, ka ikdienā elektriskais lauks izpaužas, novelkot no sevis vilnas vai sintētiskās drēbes un dzirksteles izslīd starp matiem un vilnu, kad berzējat plastmasas lineālu un turat pāri maziem papīra gabaliņiem, un tās piesaista un cits. Bet tie nav normāli tehniski piemēri.

Vadītājos mazākais EF izraisa lādiņu nesēju kustību un to pārdali. Dielektrikā, tā kā joslu sprauga šajās vielās ir liela, elektronu stars izraisīs lādiņu nesēju kustību tikai dielektriskā sabrukuma gadījumā. Pusvadītājos darbība notiek starp dielektriķi un vadītāju, taču ir jāpārvar mazā joslas sprauga, pārnesot enerģiju aptuveni 0,3... 0,7 eV (germānijam un silīcijam).

No tā, kas ir katrā mājā, ir elektroniskā sadzīves tehnika, tostarp barošanas avoti. Viņiem ir svarīga daļa, kas darbojas, pateicoties elektriskajam laukam - tas ir kondensators. Tajā lādiņi tiek turēti uz plāksnēm, atdalītas ar dielektriķi, tieši elektriskā lauka darba dēļ. Zemāk esošajā attēlā redzat parasto kondensatora plākšņu lādiņu attēlu.

Vēl viens pielietojums elektrotehnikā ir lauka efekta tranzistori vai MOS tranzistori. Viņu nosaukumā jau minēts darbības princips. Tajos darbības princips ir balstīts uz STOK-ISTOK vadītspējas izmaiņām pusvadītāja šķērsvirziena elektriskā lauka ietekmē un MOS (MOS, MOSFET). - tas pats) un vārti ir pilnībā atdalīti ar dielektrisku slāni (oksīdu) no vadošā kanāla, tā ka VĀRTU AVOTA strāvu ietekme nav iespējama, jo definīcija.

Cits pielietojums, kas ikdienā jau ir pazudis, bet joprojām ir "dzīvs" industriālajā un laboratorijas tehnoloģijā, ir katodstaru lampas (CRT jeb tā sauktās attēla lampas). Kur viena no ierīcēm staru kūļa pārvietošanai pa ekrānu ir elektrostatiskās novirzes sistēma.

Vienkārši izsakoties, ir lielgabals, kas izstaro (izstaro) elektronus. Ir sistēma, kas novirza šo elektronu uz vēlamo ekrāna punktu, lai iegūtu vēlamo attēlu. Uz plāksnēm tiek pielikts spriegums, un emitēto lidojošo elektronu ietekmē attiecīgi Kulona spēki un elektriskais lauks. Viss aprakstītais notiek vakuumā. Pēc tam plāksnēm tiek pielikts augsts spriegums, un tā veidošanai tiek uzstādīts horizontālais skenēšanas transformators un atgriezeniskais pārveidotājs.

Tālāk esošajā videoklipā īsi un skaidri izskaidrots, kas ir elektriskais lauks un kādas īpašības piemīt šim īpašajam matērijas veidam:

Saistītie materiāli:

• Kas ir dielektriskie zudumi
• Vadītāja pretestības atkarība no temperatūras
• Oma likums vienkāršos vārdos
• Elektriķa grāmatas