Există un astfel de termen în fizică ca „câmp electric”. Descrie apariția unei anumite forțe în jurul corpurilor încărcate. Se aplică în practică și se găsește în viața de zi cu zi. În acest articol, ne vom uita la ce este un câmp electric și care sunt proprietățile acestuia, precum și unde apare și se aplică.
Conţinut:
- Definiție
- Tipuri de câmpuri
- Detectarea câmpului electric
- Practică
Definiție
Un câmp electric ia naștere în jurul unui corp încărcat. În termeni simpli, acesta este un câmp care acționează asupra altor corpuri cu o anumită forță.
Principala caracteristică cantitativă este intensitatea câmpului electric. Este egal cu raportul dintre forța care acționează asupra sarcinii și mărimea sarcinii. Forța acționează într-o anumită direcție, prin urmare puterea EP este o mărime vectorială. Mai jos este formula pentru tensiune:
Forța EF acționează într-o direcție care este calculată conform principiului suprapunerii. Acesta este:
În figura de mai jos, vedeți o reprezentare grafică convențională a două sarcini de polaritate diferită și liniile de forță ale câmpului electric care apar între ele.
Important! Condiția principală pentru apariția unui câmp electric este ca corpul să aibă un fel de sarcină. Abia atunci va apărea un câmp în jurul lui, care va acționa asupra altor corpuri încărcate.
Pentru a determina magnitudinea intensității câmpului electric în jurul unei singure sarcini de testare, utilizați legea lui Coulomb, în acest caz:
Un astfel de câmp se mai numește și câmpul Coulombian.
O altă mărime fizică importantă este potențialul câmpului electric. Acesta nu mai este un vector, ci o mărime scalară, este direct proporțională cu energia aplicată sarcinii:
Important! Caracteristicile de putere și energie ale unui câmp electric sunt puterea și potențialul. Acestea sunt proprietățile sale fizice de bază.
Se măsoară în Volți și este numeric egal cu munca EF pentru a muta sarcina de la un anumit punct la infinit.
Puteți afla mai multe despre intensitatea câmpului electric din tutorialul video:
Tipuri de câmpuri
Există mai multe tipuri principale de câmpuri, în funcție de locul în care există. Să luăm în considerare câteva exemple de domenii care apar în diverse situații.
- Dacă sarcinile sunt staționare, acesta este un câmp static.
- Dacă sarcinile se mișcă de-a lungul conductorului, acesta este magnetic (a nu se confunda cu EF).
- Un câmp staționar apare în jurul conductoarelor fixe cu un curent constant.
- În undele radio, este emis un câmp electric și magnetic, care sunt situate în spațiu perpendicular unul pe celălalt. Acest lucru se întâmplă deoarece orice modificare a MF generează apariția unui câmp electric cu linii de forță închise.
Detectarea câmpului electric
Am încercat să vă spunem toate definițiile și condițiile importante pentru existența unui câmp electric într-un limbaj simplu. Să ne dăm seama cum să-l găsim. Detectarea magnetică este ușoară - folosind o busolă.
Putem găsi un câmp electric în viața de zi cu zi. Știm cu toții că dacă freci o riglă de plastic pe păr, atunci bucăți mici de hârtie vor începe să fie atrase de ea. Aceasta este acțiunea câmpului electric. Când îți scoți puloverul de lână, auzi un trosnet și vezi scântei - asta este.
O altă modalitate de a detecta un EF este să plasați o taxă de testare în el. Câmpul valid îl va respinge. Acesta este folosit în monitoarele CRT și, în consecință, în tuburile cu raze ale osciloscopului, vom vorbi despre asta mai târziu.
Practică
Am menționat deja că în viața de zi cu zi câmpul electric se manifestă atunci când scoți hainele de lână sau sintetice de pe tine și scântei alunecă între păr și lână când freci o riglă de plastic și ții bucăți mici de hârtie și atrag și alte. Dar acestea nu sunt exemple tehnice normale.
La conductori, cel mai mic EF provoacă mișcarea purtătorilor de sarcină și redistribuirea acestora. În dielectrici, deoarece banda interzisă în aceste substanțe este mare, fasciculul de electroni va provoca mișcarea purtătorilor de sarcină numai în cazul unei defecțiuni dielectrice. În semiconductori, acțiunea este între dielectric și conductor, dar este necesar să se depășească o mică bandă interzisă prin transferul de energie de ordinul a 0,3... 0,7 eV (pentru germaniu și siliciu).
Din ceea ce este în fiecare casă sunt aparate electrocasnice, inclusiv surse de alimentare. Au o parte importantă care funcționează datorită câmpului electric - acesta este un condensator. În ea, sarcinile sunt ținute pe plăci, separate de un dielectric, tocmai datorită lucrului câmpului electric. În imaginea de mai jos vedeți o imagine convențională a sarcinilor de pe plăcile condensatorului.
O altă aplicație în inginerie electrică este tranzistoarele cu efect de câmp sau tranzistoarele MOS. Numele lor menționează deja principiul de funcționare. În ele, principiul de funcționare se bazează pe o modificare a conductivității STOK-ISTOK sub influența unui câmp electric transversal asupra semiconductorului și în MOS (MOS, MOSFET - la fel) iar poarta este complet separată printr-un strat dielectric (oxid) de canalul conductor, astfel încât influența curenților GATE-SOURCE este imposibilă din cauza definiție.
O altă aplicație care a dispărut deja în viața de zi cu zi, dar este încă „în viață” în tehnologia industrială și de laborator, este tuburile cu raze catodice (CRT sau așa-numitele tuburi de imagine). Unde una dintre opțiunile pentru un dispozitiv pentru deplasarea fasciculului pe ecran este un sistem de deviere electrostatică.
În termeni simpli, există un pistol care emite (emite) electroni. Există un sistem care deviază acest electron în punctul dorit de pe ecran pentru a obține imaginea dorită. Plăcilor se aplică o tensiune, iar electronul zburător emis este afectat de forțele Coulomb, respectiv, de câmpul electric. Tot ce este descris se întâmplă în vid. Apoi, plăcilor se aplică o tensiune înaltă și se instalează un transformator orizontal și un convertor flyback pentru a o forma.
Videoclipul de mai jos explică pe scurt și clar ce este un câmp electric și ce proprietăți are acest tip special de materie:
Materiale conexe:
- Ce este pierderea dielectrică
- Dependența rezistenței conductorului de temperatură
- Legea lui Ohm în cuvinte simple
- Cărți pentru electrician
