Co je to elektrické pole a jaké vlastnosti má
Definice
Kolem nabitého těla vzniká elektrické pole. Jednoduše řečeno, toto je pole, které působí s jinými silami na jiná těla.
Hlavní kvantitativní charakteristikou je intenzita elektrického pole. Rovná se poměru síly působící na náboj k velikosti náboje. Síla působí určitým směrem, což znamená, že napětí elektrického pole je veličina vektoru. Níže vidíte vzorec napětí:
Napětí elektrického pole působí ve směru, který je počítán principem superpozice. To je:
Na obrázku níže vidíte podmíněný grafický obrázek dvou nábojů různé polarity a linií síly elektrického pole mezi nimi.
Důležité! Hlavní podmínkou vzniku elektrického pole je, že tělo musí mít nějaký druh náboje. Teprve potom kolem ní vznikne pole, které bude působit na jiné nabité orgány.
K určení velikosti elektrického pole kolem jednotkového zkušebního náboje pomocí závěsné právov tomto případě:
Takové pole se také nazývá Coulomb.
Další důležitou fyzickou veličinou je potenciál elektrického pole. Toto už není vektor, ale skalární množství, je přímo úměrné energii aplikované na náboj:
Důležité! Síla a energetická charakteristika elektrického pole je napětí a potenciál. To jsou jeho hlavní fyzikální vlastnosti.
Měří se ve voltech a číselně se rovná práci EP při přesunu náboje z určitého bodu do nekonečna.
Více informací o síle elektrického pole získáte z videonávodu:
Zobrazení pole
V závislosti na tom, kde existuje, existuje několik základních typů polí. Podívejme se na některé příklady vznikajících polí v různých situacích.
- Pokud jsou poplatky nehybné, jedná se o statické pole.
- Pokud se náboje pohybují podél vodiče - magnetické (nezaměňovat s elektronovým paprskem).
- Kolem pevných vodičů vzniká konstantní pole s konstantním proudem.
- V rádiových vlnách je emitováno elektrické a magnetické pole, které je umístěno v prostoru kolmém na sebe. K tomu dochází, protože jakákoli změna magnetického pole způsobuje vznik elektromagnetismu s uzavřenými liniemi pole.
Detekce elektrického pole
Snažili jsme se vám vysvětlit všechny důležité definice a podmínky pro existenci elektrického pole v jednoduchém jazyce. Pojďme na to, jak to najít. Magnetická detekce je snadná - s kompasem.
Můžeme detekovat elektrické pole v každodenním životě. Všichni víme, že pokud si vlasy natřete plastovým pravítkem, začnou je přitahovat malé kousky papíru. To je účinek elektrického pole. Když svléknete vlněný svetr, uslyšíte trhlinu a uvidíte jiskry - to je vše.
Dalším způsobem, jak detekovat EP, je vložit do něj testovací náboj. Aktuální pole ji odmítne. To se používá v monitorech CRT a v souladu s tím v ozařovacích trubicích osciloskopu o tom budeme mluvit později.
Praxe
Již jsme se zmínili, že v každodenním životě se elektrické pole projevuje, když si svléknete vlněné nebo syntetické oblečení od sebe a jiskří vyskočí mezi vlasy a vlasy, když třete plastové pravítko a natáhnete ho na malé kousky papíru, jsou přitahovány a tak dále. Nejedná se však o běžné technické příklady.
V dirigentech způsobuje nejmenší EP pohyb nosičů nábojů a jejich přerozdělování. V dielektrikách, protože pásová mezera v těchto látkách je velká, elektronový paprsek způsobí pohyb nosičů náboje pouze v případě zhroucení dielektrika. V polovodičích je činnost mezi dielektrikem a vodičem, ale je nutné překonat mezeru malého pásma přenosem energie řádově 0,3 ... 0,7 eV (pro germanium a křemík).
Z toho, co je v každém domě, se jedná o elektronické domácí spotřebiče, včetně napájení. Mají důležitou část, která funguje díky elektrickému poli - to je kondenzátor. V něm jsou náboje drženy na deskách oddělených dielektrikem, právě kvůli práci elektrického pole. Na obrázku níže vidíte podmíněný obraz nábojů na kondenzátorových deskách.
Jiné aplikace v elektrotechnice jsou polní tranzistory nebo tranzistory MOS. Ve svém jménu je již zmíněný princip jednání. V nich je provozní princip založen na změně vodivosti STOK-ISTOK vlivem příčného elektrického pole na polovodič a v MIS (MOS, MOSFET - totéž) je brána zcela oddělena dielektrickou vrstvou (oxidem) od vodivého kanálu, takže vliv hradlových proudů - ZDROJ je z definice nemožný.
Další aplikace, která již odešla v každodenním životě, ale stále „žije“ v průmyslové a laboratorní technologii - katodové trubice (CRT nebo tzv. Obrazové trubice). Kde je jednou z možností zařízení pohybovat paprskem po obrazovce elektrostatický vychylovací systém.
Jednoduše řečeno, to je zbraň, která emituje (emituje) elektrony. Existuje systém, který vychýlí tento elektron do požadovaného bodu na obrazovce, aby získal požadovaný obraz. Na desky je přivedeno napětí a emitovaný létající elektron je ovlivněn Coulombovými silami, respektive elektrickým polem. Všechno, co je popsáno, se děje ve vakuu. Poté je na desky přivedeno vysoké napětí a na jejich vytvoření je nainstalován horizontální transformátor a měnič zpětného toku.
Video níže stručně a jasně vysvětluje, co je to elektrické pole a jaké vlastnosti má tento zvláštní druh hmoty:
Související materiály:
Načítám ...
