Sifat dan ciri medan elektrik dikaji oleh hampir semua pakar teknikal. Tetapi kursus universiti selalunya ditulis dalam bahasa yang kompleks dan tidak dapat difahami. Oleh itu, dalam rangka artikel, ciri-ciri medan elektrik akan diterangkan dengan cara yang boleh diakses supaya setiap orang dapat memahaminya. Di samping itu, kami akan memberi perhatian khusus kepada konsep yang saling berkaitan (superposisi) dan kemungkinan untuk pembangunan bidang fizik ini.
Maklumat am
Mengikut konsep moden, cas elektrik tidak berinteraksi secara langsung antara satu sama lain. Satu ciri menarik muncul daripada ini. Jadi, setiap badan bercas mempunyai medan elektrik sendiri di ruang sekeliling. Ia memberi kesan kepada entiti lain. Ciri-ciri medan elektrik menarik minat kita kerana ia menunjukkan kesan medan ke atas cas elektrik dan daya yang digunakannya. Apakah kesimpulan yang boleh dibuat daripada ini? Badan yang dicas tidak mempunyai kesan langsung bersama. Untuk ini, medan elektrik digunakan. Bagaimana mereka boleh diterokai? Untuk melakukan ini, anda boleh menggunakan caj ujian - rasuk zarah titik kecil, yang tidakakan memberi kesan yang ketara kepada struktur sedia ada. Jadi apakah ciri-ciri medan elektrik? Terdapat tiga daripadanya: ketegangan, ketegangan dan potensi. Setiap daripadanya mempunyai ciri dan sfera pengaruh tersendiri pada zarah.
Medan elektrik: apakah itu?
Tetapi sebelum beralih kepada subjek utama artikel, anda perlu mempunyai pengetahuan tertentu. Jika ya, maka bahagian ini boleh dilangkau dengan selamat. Pertama, mari kita pertimbangkan persoalan sebab kewujudan medan elektrik. Untuk itu, bayaran diperlukan. Selain itu, sifat-sifat ruang di mana jasad bercas itu berada mestilah berbeza daripada sifat-sifat ruang yang tidak wujud. Terdapat ciri sedemikian di sini: jika caj diletakkan dalam sistem koordinat tertentu, maka perubahan tidak akan berlaku serta-merta, tetapi hanya pada kelajuan tertentu. Mereka akan, seperti gelombang, merebak melalui angkasa. Ini akan disertai dengan kemunculan daya mekanikal yang bertindak ke atas pembawa lain dalam sistem koordinat ini. Dan di sini kita sampai kepada perkara utama! Kuasa yang muncul bukanlah hasil pengaruh langsung, tetapi interaksi melalui persekitaran yang telah berubah secara kualitatif. Ruang di mana perubahan sedemikian berlaku dipanggil medan elektrik.
Ciri
Caj yang terletak dalam medan elektrik bergerak ke arah daya yang bertindak ke atasnya. Adakah mungkin untuk mencapai keadaan rehat? Ya, ia agak nyata. Tetapi untuk ini, kekuatan medan elektrik mesti diimbangi oleh sesetengah pihakpengaruh lain. Sebaik sahaja ketidakseimbangan berlaku, caj mula bergerak semula. Arah dalam kes ini akan bergantung pada daya yang lebih besar. Walaupun jika terdapat banyak, hasilnya akan menjadi sesuatu yang seimbang dan universal. Untuk membayangkan dengan lebih baik perkara yang perlu anda kerjakan, garis daya digambarkan. Arah mereka sepadan dengan kuasa bertindak. Perlu diingatkan bahawa garis-garis daya mempunyai permulaan dan penghujung. Dalam erti kata lain, mereka tidak menutup diri mereka sendiri. Mereka bermula pada badan bercas positif, dan berakhir pada badan negatif. Ini bukan sahaja, dengan lebih terperinci tentang garis daya, latar belakang teori dan pelaksanaan praktikalnya, kita akan bercakap lebih lanjut dalam teks dan mempertimbangkannya bersama-sama dengan hukum Coulomb.
Kekuatan medan elektrik
Ciri ini digunakan untuk mengukur medan elektrik. Ini agak sukar untuk difahami. Ciri medan elektrik (kekuatan) ini adalah kuantiti fizik yang sama dengan nisbah daya tindakan pada caj ujian positif, yang terletak pada titik tertentu dalam ruang, kepada nilainya. Terdapat satu aspek istimewa di sini. Kuantiti fizik ini ialah vektor. Arahnya bertepatan dengan arah daya yang bertindak ke atas cas ujian positif. Anda juga harus menjawab satu soalan yang sangat biasa dan ambil perhatian bahawa ciri kekuatan medan elektrik adalah tepat keamatan. Dan apa yang berlaku kepada subjek yang tidak bergerak dan tidak berubah? Medan elektrik mereka dianggap elektrostatik. Apabila bekerja dengan caj mata danminat dalam kajian ketegangan disediakan oleh garis daya dan hukum Coulomb. Apakah ciri yang wujud di sini?
Hukum Coulomb dan garis daya
Ciri daya medan elektrik dalam kes ini hanya berfungsi untuk cas titik, yang terletak pada jarak jejari tertentu daripadanya. Dan jika kita mengambil modulo nilai ini, maka kita akan mempunyai medan Coulomb. Di dalamnya, arah vektor secara langsung bergantung pada tanda caj. Jadi, jika ia positif, maka medan akan "bergerak" sepanjang jejari. Dalam keadaan yang bertentangan, vektor akan diarahkan terus ke caj itu sendiri. Untuk pemahaman visual tentang apa yang sedang berlaku dan bagaimana, anda boleh mencari dan membiasakan diri dengan lukisan yang menunjukkan garis daya. Ciri-ciri utama medan elektrik dalam buku teks, walaupun agak sukar untuk dijelaskan, tetapi lukisan, mereka harus diberi hak mereka, mereka berkualiti tinggi. Benar, seseorang harus perhatikan ciri buku sedemikian: apabila membina lukisan garis daya, ketumpatannya adalah berkadar dengan modulus vektor tegangan. Ini adalah petunjuk kecil yang boleh membantu dalam kawalan pengetahuan atau peperiksaan.
Potensi
Caj sentiasa bergerak apabila tiada keseimbangan daya. Ini memberitahu kita bahawa dalam kes ini medan elektrik mempunyai tenaga berpotensi. Dalam erti kata lain, ia boleh melakukan beberapa kerja. Mari kita lihat contoh kecil. Medan elektrik telah memindahkan cas dari satu titikDan dalam B. Akibatnya, terdapat penurunan dalam tenaga potensi medan. Ia berlaku kerana kerja telah dilakukan. Ciri kuasa medan elektrik ini tidak akan berubah jika pergerakan itu dibuat di bawah pengaruh luar. Dalam kes ini, tenaga berpotensi tidak akan berkurangan, tetapi meningkat. Selain itu, ciri fizikal medan elektrik ini akan berubah secara berkadar langsung dengan daya luaran yang dikenakan, yang menggerakkan cas dalam medan elektrik. Perlu diingatkan bahawa dalam kes ini semua kerja yang dilakukan akan dibelanjakan untuk meningkatkan tenaga berpotensi. Untuk memahami topik, mari kita ambil contoh berikut. Jadi kita mempunyai caj positif. Ia terletak di luar medan elektrik yang sedang dipertimbangkan. Disebabkan ini, kesannya sangat kecil sehingga boleh diabaikan. Daya luaran timbul, yang memasukkan cas ke dalam medan elektrik. Dia melakukan kerja yang diperlukan untuk bergerak. Dalam kes ini, kuasa medan diatasi. Oleh itu, potensi tindakan timbul, tetapi sudah dalam medan elektrik itu sendiri. Perlu diingatkan bahawa ini mungkin penunjuk heterogen. Jadi, tenaga yang berkaitan dengan setiap unit khusus cas positif dipanggil potensi medan pada ketika itu. Ia secara berangka sama dengan kerja yang dilakukan oleh kuasa luar untuk memindahkan subjek ke tempat tertentu. Potensi medan diukur dalam volt.
Voltan
Dalam mana-mana medan elektrik, anda boleh melihat bagaimana cas positif "berhijrah" dari titik berpotensi tinggi kepada titik yang mempunyai nilai rendah parameter ini. Negatif mengikuti laluan ini ke arah yang bertentangan. Tetapi dalam kedua-dua kes ini berlaku hanya disebabkan oleh kehadiran tenaga berpotensi. Voltan dikira daripadanya. Untuk melakukan ini, adalah perlu untuk mengetahui nilai yang mana tenaga potensi medan telah menjadi lebih kecil. Voltan secara berangka sama dengan kerja yang telah dilakukan untuk memindahkan cas positif antara dua titik tertentu. Surat-menyurat yang menarik dapat dilihat daripada ini. Jadi, voltan dan beza keupayaan dalam kes ini ialah entiti fizikal yang sama.
Superposisi medan elektrik
Jadi, kami telah mempertimbangkan ciri utama medan elektrik. Tetapi untuk memahami topik dengan lebih baik, kami mencadangkan untuk mempertimbangkan tambahan beberapa parameter yang mungkin penting. Dan kita akan mulakan dengan superposisi medan elektrik. Sebelum ini, kami mempertimbangkan situasi di mana terdapat hanya satu caj tertentu. Tetapi terdapat banyak daripada mereka di ladang! Oleh itu, mempertimbangkan situasi yang hampir dengan realiti, mari kita bayangkan bahawa kita mempunyai beberapa pertuduhan. Kemudian ternyata daya yang mematuhi peraturan penambahan vektor akan bertindak ke atas subjek percubaan. Juga, prinsip superposisi mengatakan bahawa pergerakan kompleks boleh dibahagikan kepada dua atau lebih pergerakan mudah. Adalah mustahil untuk membangunkan model gerakan yang realistik tanpa mengambil kira superposisi. Dalam erti kata lain, zarah yang kita pertimbangkan dalam keadaan sedia ada dipengaruhi oleh pelbagai caj, yang masing-masing mempunyai cajnya sendirimedan elektrik.
Gunakan
Perlu diingatkan bahawa kini kemungkinan medan elektrik tidak digunakan sepenuhnya. Malah, lebih tepat untuk mengatakan, potensinya hampir tidak digunakan oleh kami. Candelier Chizhevsky boleh disebut sebagai pelaksanaan praktikal kemungkinan medan elektrik. Terdahulu, pada pertengahan abad yang lalu, manusia mula meneroka ruang angkasa. Tetapi saintis mempunyai banyak soalan yang tidak dapat diselesaikan. Salah satunya ialah udara dan komponen berbahayanya. Saintis Soviet Chizhevsky, yang pada masa yang sama berminat dengan ciri tenaga medan elektrik, mengambil penyelesaian masalah ini. Dan perlu diingatkan bahawa dia mendapat perkembangan yang sangat baik. Peranti ini adalah berdasarkan teknik mencipta aliran udara aeroionik akibat pelepasan kecil. Tetapi dalam rangka artikel, kami tidak begitu berminat dengan peranti itu sendiri, seperti dalam prinsip operasinya. Hakikatnya ialah untuk berfungsinya candelier Chizhevsky, bukan sumber kuasa pegun digunakan, tetapi medan elektrik! Kapasitor khas digunakan untuk menumpukan tenaga. Ciri tenaga medan elektrik persekitaran mempengaruhi kejayaan peranti dengan ketara. Iaitu, peranti ini dibangunkan khusus untuk kapal angkasa, yang benar-benar penuh dengan elektronik. Ia dikuasakan oleh hasil aktiviti peranti lain yang disambungkan kepada sumber kuasa malar. Perlu diingatkan bahawa arah itu tidak ditinggalkan, dan kemungkinan mengambil tenaga dari medan elektrik sedang disiasat sekarang. kebenaran,Perlu diingatkan bahawa kemajuan yang ketara masih belum dicapai. Ia juga perlu diperhatikan skala penyelidikan yang sedang berjalan yang agak kecil, dan hakikat bahawa kebanyakannya dijalankan oleh pencipta sukarela.
Apakah ciri-ciri medan elektrik yang terjejas?
Mengapa mempelajarinya? Seperti yang dinyatakan sebelum ini, ciri-ciri medan elektrik ialah kekuatan, voltan dan potensi. Dalam kehidupan orang biasa biasa, parameter ini tidak boleh membanggakan pengaruh yang ketara. Tetapi apabila timbul persoalan bahawa sesuatu yang besar dan kompleks perlu dilakukan, maka tidak menganggapnya adalah suatu kemewahan. Hakikatnya ialah bilangan medan elektronik yang berlebihan (atau kekuatannya yang berlebihan) membawa kepada gangguan dalam penghantaran isyarat oleh peralatan. Ini membawa kepada penyelewengan maklumat yang dihantar. Perlu diingatkan bahawa ini bukan satu-satunya masalah jenis ini. Sebagai tambahan kepada hingar putih teknologi, medan elektronik yang terlalu kuat juga boleh menjejaskan fungsi tubuh manusia secara negatif. Perlu diingatkan bahawa pengionan kecil bilik masih dianggap sebagai rahmat, kerana ia menyumbang kepada pemendapan habuk pada permukaan kediaman manusia. Tetapi jika anda melihat berapa banyak semua jenis peralatan (peti sejuk, TV, dandang, telefon, sistem kuasa, dan sebagainya) ada di rumah kita, kita boleh membuat kesimpulan bahawa, malangnya, ini tidak baik untuk kesihatan kita. Perlu diingatkan bahawa ciri-ciri rendah medan elektrik hampir tidak membahayakan kita, kerana untukManusia telah lama terbiasa dengan sinaran kosmik. Tetapi sukar untuk mengatakan tentang elektronik. Sudah tentu, tidak mungkin untuk menolak semua ini, tetapi adalah mungkin untuk berjaya meminimumkan kesan negatif medan elektrik pada tubuh manusia. Untuk ini, dengan cara ini, sudah cukup untuk menerapkan prinsip penggunaan teknologi cekap tenaga, yang menyediakan untuk meminimumkan masa operasi mekanisme.
Kesimpulan
Kami meneliti kuantiti fizik yang merupakan ciri medan elektrik, di mana apa yang digunakan, apakah potensi perkembangan dan penggunaannya dalam kehidupan seharian. Tetapi saya masih ingin menambah beberapa perkataan terakhir tentang topik itu. Perlu diingatkan bahawa sebilangan besar orang berminat dengan mereka. Salah satu jejak yang paling ketara dalam sejarah telah ditinggalkan oleh pencipta terkenal Serbia Nikola Tesla. Dalam hal ini, dia berjaya mencapai kejayaan yang besar mengenai pelaksanaan rancangannya, tetapi, sayangnya, bukan dari segi kecekapan tenaga. Oleh itu, jika ada keinginan untuk bekerja ke arah ini, terdapat banyak peluang yang belum ditemui.
