מהו שדה חשמלי ואילו תכונות יש לו

הגדרה

סביב גוף טעון מתעורר שדה חשמלי. במילים פשוטות, זהו תחום הפועל על גופים אחרים בעלי כוח מסוים.

המאפיין הכמותי העיקרי הוא חוזק השדה החשמלי. זה שווה ליחס של הכוח הפועל על המטען לגודל המטען. הכוח פועל בכיוון מסוים, כלומר המתח של השדה החשמלי הוא כמות וקטורית. למטה אתה רואה את נוסחת המתח:

מתח השדה החשמלי פועל בכיוון שמחושב על ידי עקרון הסופרפוזיציה. כלומר:

באיור שלמטה רואים תמונה גרפית מותנית של שני מטענים של קוטביות שונה וקווי הכוח של השדה החשמלי העולים ביניהם.

חשוב! התנאי העיקרי להופעת שדה חשמלי הוא שהגוף חייב להיות טעון כלשהו. רק אז יתפתח סביבו שדה שיפעל על גופים טעונים אחרים.

כדי לקבוע את גודל השדה החשמלי סביב מטען בדיקת יחידה באמצעות חוק התליוןבמקרה זה:

תחום כזה נקרא גם קולומב.

כמות פיזית חשובה נוספת היא פוטנציאל השדה החשמלי. זו לא כמות וקטורית, אלא כמות סקלרית, היא ביחס ישר לאנרגיה המופעלת על המטען:

חשוב! הכוח והאנרגיה האופייניים לשדה חשמלי הם מתח ופוטנציאל. זה המאפיינים הפיזיים העיקריים שלו.

הוא נמדד בוולט והוא שווה מספרית לעבודת ה- EP בהעברת המטען מנקודה מסוימת לאינסוף.

אתה יכול ללמוד עוד על חוזק השדה החשמלי מתוך הדרכת הווידיאו:

תצוגות שדה

ישנם מספר סוגים בסיסיים של שדות, תלוי היכן שהוא קיים. הבה נבחן כמה דוגמאות לתחומים שעולים במצבים שונים.

1. אם המטענים נייחים, זהו שדה סטטי.
2. אם המטענים נעים לאורך המוליך - מגנטי (אין להתבלבל עם אלומת האלקטרונים).
3. שדה נייח מתעורר סביב מוליכים קבועים עם זרם קבוע.
4. בגלי רדיו נפלט שדה חשמלי ומגנטי, שנמצאים בחלל בניצב זה לזה. זה קורה מכיוון שכל שינוי בשדה המגנטי מוליד הופעה של אלקטרומגנטיות עם קווי שדה סגורים.

גילוי שדה חשמלי

ניסינו לספר לכם את כל ההגדרות והתנאים החשובים לקיומו של שדה חשמלי בשפה פשוטה. בואו להבין איך למצוא את זה. זיהוי מגנטי קל - עם מצפן.

אנו יכולים לאתר שדה חשמלי בחיי היומיום. כולנו יודעים שאם תשפשף סרגל פלסטיק על השיער שלך, אז חתיכות נייר קטנות יתחילו למשוך אותו. זו ההשפעה של השדה החשמלי. כשמורידים את סוודר הצמר שומעים סדק ורואים נצנוצים - זהו.

דרך נוספת לזהות את ה- EP היא להציב בה חיובי מבחן. השדה הנוכחי ידחה אותו. זה משמש בצגי CRT ובהתאם, בצינורות הקרינה של האוסילוסקופ, נדבר על זה בהמשך.

תרגול

כבר הזכרנו שבחיי היומיום שדה חשמלי בא לידי ביטוי כשמורידים מעצמכם את בגדי הצמר או הסינטטי ומנצנצים בין השיער והשיער שלכם, כשאתם משפשפים סרגל פלסטיק ומושכים אותו על פיסות נייר קטנות, והם נמשכים וכן הלאה. אבל אלה לא דוגמאות טכניות רגילות.

במוליכים, ה- EP הקטן ביותר גורם לתנועתם של נושאי מטענים והפצתם מחדש. בדיאלקטריקה, מכיוון שפער הרצועה בחומרים אלו גדול, קרן האלקטרונים תגרום לתנועתיות של נשאי מטען רק במקרה של פירוק הדיאלקטרי. במוליכים למחצה הפעולה היא בין הדיאלקטרי למוליך, אך יש צורך להתגבר על פער הפס הקטן על ידי העברת אנרגיה בסדר גודל של 0.3 ... 0.7 eV (לגרמניום וסיליקון).

ממה שיש בכל בית, מדובר במכשירים אלקטרוניים לבית, כולל ספקי כוח. יש להם חלק חשוב שעובד בזכות השדה החשמלי - זהו קבל. בתוכו, המטענים מוחזקים על הצלחות המופרדות באמצעות דיאלקטרי, רק בגלל עבודת השדה החשמלי. בתמונה למטה רואים תמונה מותנית של מטענים על לוחות הקבלים.

יישומים אחרים בתחום הנדסת חשמל הם טרנזיסטורי אפקט שדה או טרנזיסטורים MOS. בשמם כבר מוזכר עקרון הפעולה. בהם, עיקרון ההפעלה מבוסס על שינוי במוליכות של STOK-ISTOK בהשפעת שדה חשמלי רוחבי על המוליך למחצה, וב- MIS (MOS, MOSFET - אותו דבר), השער מופרד לחלוטין על ידי שכבה דיאלקטרית (תחמוצת) מהתעלה המוליכה, כך שהשפעת זרמי השער. - המקור בלתי אפשרי בהגדרה.

יישום נוסף שכבר עזב בחיי היומיום, אך עדיין "חי" בטכנולוגיה תעשייתית ומעבדתית - צינורות קרני קתודה (CRTs או מה שמכונה צינורות תמונה). כאשר אחת האפשרויות עבור התקן להזיז את הקורה על פני המסך היא מערכת הסחה אלקטרוסטטית.

במילים פשוטות, כלומר אקדח שפולט (פולט) אלקטרונים. יש מערכת המסיטה את האלקטרון הזה לנקודה הרצויה על המסך כדי להשיג את התמונה הרצויה. המתח מופעל על הלוחות, והאלקטרון המעופף שנפלט מושפע מכוחות קולומב, בהתאמה, והשדה החשמלי. כל מה שתואר קורה בוואקום. ואז מופעל מתח גבוה על הצלחות, ומתקנים שנאי אופקי וממיר Flyback ליצירתו.

הסרטון שלמטה מסביר בקצרה ובבהירות מהו שדה חשמלי ואילו תכונות יש לסוג החומר המיוחד הזה:

חומרים קשורים:

• מהו אובדן דיאלקטרי?
• התנגדות מוליכים מול טמפרטורה
• החוק של אוהם במילים פשוטות
• ספרים לחשמלאים