Elektrik alanı: tanımı, özellikleri, özellikleri

Fizikte "Elektrik alanı" diye bir terim vardır. Yüklü cisimlerin etrafındaki belirli bir kuvvetin görünümünü tanımlar. Pratikte uygulanır ve günlük hayatta bulunur. Bu yazımızda elektrik alanın ne olduğunu ve özelliklerinin yanı sıra nerede oluştuğuna ve uygulandığına bakacağız.

Tanım

Yüklü bir cismin etrafında bir elektrik alanı oluşur. Basit bir ifadeyle, bu, diğer cisimlere belirli bir kuvvetle etki eden bir alandır.

Ana nicel özellik, elektrik alan gücüdür. Yüke etki eden kuvvetin yükün büyüklüğüne oranına eşittir. Kuvvet belirli bir yönde etki eder, dolayısıyla EP'nin gücü bir vektör miktarıdır. Gerilim formülü aşağıdadır:

EF kuvveti, süperpozisyon ilkesine göre hesaplanan bir yönde hareket eder. Yani:

Aşağıdaki şekilde, farklı polariteye sahip iki yükün ve bunlar arasında ortaya çıkan elektrik alanının kuvvet çizgilerinin geleneksel bir grafik temsilini görüyorsunuz.

Önemli! Bir elektrik alanının ortaya çıkmasının ana koşulu, vücudun bir tür yüke sahip olması gerektiğidir. Ancak o zaman çevresinde, diğer yüklü cisimler üzerinde hareket edecek bir alan ortaya çıkacaktır.

Tek bir test yükü etrafındaki elektrik alan şiddetinin büyüklüğünü belirlemek için, Coulomb yasası, bu durumda:

Böyle bir alana Coulomb alanı da denir.

Bir diğer önemli fiziksel nicelik, elektrik alan potansiyelidir. Bu artık bir vektör değil, skaler bir niceliktir, yüke uygulanan enerjiyle doğru orantılıdır:

Önemli! Bir elektrik alanının güç ve enerji özellikleri, güç ve potansiyeldir. Bunlar onun temel fiziksel özellikleridir.

Volt cinsinden ölçülür ve yükü belirli bir noktadan sonsuza taşımak için EF'nin çalışmasına sayısal olarak eşittir.

Video eğitiminden elektrik alan gücünün ne olduğu hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz:

Alan türleri

Bulunduğu yere bağlı olarak birkaç ana alan türü vardır. Çeşitli durumlarda ortaya çıkan birkaç alan örneğini ele alalım.

1. Yükler durağan ise, bu statik bir alandır.
2. Yükler iletken boyunca hareket ediyorsa manyetiktir (EF ile karıştırılmamalıdır).
3. Sabit akımlı sabit iletkenlerin etrafında sabit bir alan oluşur.
4. Radyo dalgalarında, birbirine dik uzayda bulunan bir elektrik ve manyetik alan yayılır. Bunun nedeni, MF'deki herhangi bir değişikliğin kapalı kuvvet çizgilerine sahip bir elektrik alanı görünümü oluşturmasıdır.

Elektrik alan algılama

Bir elektrik alanının varlığı için tüm önemli tanımları ve koşulları basit bir dille sizlere anlatmaya çalıştık. Nasıl bulacağımızı bulalım. Manyetik algılama kolaydır - bir pusula kullanarak.

Günlük yaşamda bir elektrik alanı bulabiliriz. Saçınıza plastik bir cetvel sürerseniz, küçük kağıt parçalarının onu çekmeye başlayacağını hepimiz biliyoruz. Bu elektrik alanın eylemidir. Yün süveterinizi çıkardığınızda bir çıtırtı duyar ve kıvılcımlar görürsünüz - hepsi bu.

Bir EF'yi tespit etmenin başka bir yolu, içine bir test yükü yerleştirmektir. Geçerli alan onu reddeder. Bu, CRT monitörlerde kullanılır ve buna göre osiloskop ışın tüplerinde bundan daha sonra bahsedeceğiz.

Uygulama

Günlük yaşamda, yünlü veya sentetik giysileri kendinizden çıkardığınızda ve elektrik alanının kendini gösterdiğinden daha önce bahsetmiştik. Plastik bir cetveli ovalayıp küçük kağıt parçalarının üzerine tuttuğunuzda saç ve yün arasında kıvılcımlar kayar ve onları çeker ve çekerler. başka. Ancak bunlar normal teknik örnekler değil.

İletkenlerde, en küçük EF, yük taşıyıcıların hareketine ve yeniden dağıtılmasına neden olur. Dielektriklerde, bu maddelerdeki bant aralığı büyük olduğu için elektron ışını, yalnızca dielektrik bozulma durumunda yük taşıyıcıların hareketine neden olacaktır. Yarı iletkenlerde, etki dielektrik ile iletken arasındadır, ancak 0,3... 0,7 eV (germanyum ve silikon için) mertebesinde enerji aktararak küçük bir bant aralığının üstesinden gelmek gerekir.

Her evde bulunan, güç kaynakları da dahil olmak üzere elektronik ev aletleridir. Elektrik alanı sayesinde çalışan önemli bir parçaları var - bu bir kapasitör. İçinde yükler, tam olarak elektrik alanının çalışması nedeniyle bir dielektrik ile ayrılmış plakalar üzerinde tutulur. Aşağıdaki resimde kapasitör plakaları üzerindeki yüklerin geleneksel bir görüntüsünü görüyorsunuz.

Elektrik mühendisliğindeki diğer bir uygulama alan etkili transistörler veya MOS transistörlerdir. İsimleri zaten çalışma prensibinden bahsediyor. Onlarda çalışma prensibi, yarı iletken üzerindeki enine elektrik alanının etkisi altında STOK-İSTOK iletkenliğinde ve MOS'ta (MOS, MOSFET) bir değişikliğe dayanır. - aynı) ve geçit, iletken kanaldan bir dielektrik katman (oksit) ile tamamen ayrılır, böylece GATE-SOURCE akımlarının etkisi nedeniyle imkansız olur. tanım.

Gündelik hayatta ortadan kaybolan, ancak endüstriyel ve laboratuvar teknolojisinde hala "canlı" olan bir başka uygulama da katot ışın tüpleridir (CRT veya resim tüpleri olarak adlandırılır). Işını ekran boyunca hareket ettirmek için bir cihaz seçeneklerinden birinin elektrostatik saptırma sistemi olduğu durumlarda.

Basit bir ifadeyle, elektron yayan (yayan) bir tabanca vardır. İstenilen görüntüyü elde etmek için bu elektronu ekranda istenilen noktaya saptıran bir sistem vardır. Plakalara bir voltaj uygulanır ve yayılan uçan elektron sırasıyla Coulomb kuvvetlerinden ve elektrik alanından etkilenir. Açıklanan her şey bir boşlukta gerçekleşir. Daha sonra plakalara yüksek voltaj uygulanır ve bunu oluşturmak için yatay bir tarama transformatörü ve bir geri dönüş dönüştürücü kurulur.

Aşağıdaki video, elektrik alanının ne olduğunu ve bu özel madde türünün sahip olduğu özellikleri kısaca ve net bir şekilde açıklamaktadır:

İlgili malzemeler:

• dielektrik kaybı nedir
• İletkenin direncinin sıcaklığa bağımlılığı
• Ohm kanunu basit kelimelerle
• Elektrikçi kitapları