Ang mga katangian at katangian ng electric field ay pinag-aaralan ng halos lahat ng mga teknikal na espesyalista. Ngunit ang kurso sa unibersidad ay kadalasang isinusulat sa masalimuot at hindi maintindihang wika. Samakatuwid, sa loob ng balangkas ng artikulo, ang mga katangian ng mga electric field ay ilalarawan sa isang madaling paraan upang maunawaan ng bawat tao ang mga ito. Bilang karagdagan, bibigyan namin ng espesyal na pansin ang magkakaugnay na mga konsepto (superposisyon) at ang mga posibilidad para sa pagbuo ng lugar na ito ng pisika.
Pangkalahatang impormasyon
Ayon sa mga modernong konsepto, ang mga singil sa kuryente ay hindi direktang nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Lumilitaw ang isang kawili-wiling tampok mula dito. Kaya, ang bawat naka-charge na katawan ay may sariling electric field sa nakapalibot na espasyo. Nakakaapekto ito sa iba pang mga entity. Ang mga katangian ng mga electric field ay interesado sa amin dahil ipinapakita nila ang epekto ng field sa mga electric charge at ang puwersa kung saan ito isinasagawa. Anong konklusyon ang maaaring makuha mula dito? Ang mga sinisingil na katawan ay walang direktang epekto sa isa't isa. Para dito, ginagamit ang mga electric field. Paano sila matutuklasan? Upang gawin ito, maaari kang gumamit ng isang test charge - isang maliit na punto ng particle beam, na hindiay magkakaroon ng malaking epekto sa umiiral na istraktura. Kaya ano ang mga katangian ng electric field? May tatlo sa kanila: tensyon, tensyon at potensyal. Ang bawat isa sa kanila ay may kanya-kanyang katangian at saklaw ng impluwensya sa mga particle.
Electric field: ano ito?
Ngunit bago lumipat sa pangunahing paksa ng artikulo, kailangan mong magkaroon ng isang tiyak na dami ng kaalaman. Kung oo, ang bahaging ito ay maaaring ligtas na laktawan. Una, isaalang-alang natin ang tanong ng dahilan ng pagkakaroon ng isang electric field. Upang ito ay maging, kailangan ng bayad. Bukod dito, ang mga katangian ng espasyo kung saan naninirahan ang sinisingil na katawan ay dapat na naiiba sa mga kung saan wala ito. Mayroong ganitong tampok dito: kung ang isang singil ay inilagay sa isang tiyak na sistema ng coordinate, kung gayon ang mga pagbabago ay hindi magaganap kaagad, ngunit sa isang tiyak na bilis lamang. Sila, tulad ng mga alon, ay kumakalat sa kalawakan. Ito ay sasamahan ng paglitaw ng mga puwersang mekanikal na kumikilos sa iba pang mga carrier sa coordinate system na ito. At narito tayo sa pangunahing bagay! Ang mga umuusbong na pwersa ay hindi resulta ng direktang impluwensya, ngunit ng pakikipag-ugnayan sa pamamagitan ng isang kapaligiran na nagbago nang husay. Ang espasyo kung saan nagaganap ang mga naturang pagbabago ay tinatawag na electric field.
Mga Tampok
Ang isang singil na matatagpuan sa isang electric field ay gumagalaw sa direksyon ng puwersang kumikilos dito. Posible bang makamit ang isang estado ng pahinga? Oo, ito ay medyo totoo. Ngunit para dito, ang lakas ng electric field ay dapat balansehin ng ilanibang impluwensya. Sa sandaling mangyari ang kawalan ng timbang, muling magsisimulang gumalaw ang singil. Ang direksyon sa kasong ito ay depende sa mas malaking puwersa. Bagaman kung marami sa kanila, ang resulta ay magiging balanse at unibersal. Upang mas mahusay na isipin kung ano ang kailangan mong magtrabaho, ang mga linya ng puwersa ay inilalarawan. Ang kanilang mga direksyon ay tumutugma sa mga kumikilos na pwersa. Dapat pansinin na ang mga linya ng puwersa ay may simula at wakas. Sa madaling salita, hindi sila nagsasara sa kanilang sarili. Nagsisimula sila sa mga katawan na may positibong charge, at nagtatapos sa mga negatibo. Hindi lang ito, nang mas detalyado tungkol sa mga linya ng puwersa, ang kanilang teoretikal na background at praktikal na pagpapatupad, pag-uusapan natin nang kaunti pa sa teksto at isasaalang-alang ang mga ito kasama ng batas ng Coulomb.
Lakas ng electric field
Ginagamit ang katangiang ito upang mabilang ang electric field. Ito ay medyo mahirap maunawaan. Ang katangiang ito ng electric field (lakas) ay isang pisikal na dami na katumbas ng ratio ng puwersa ng pagkilos sa isang positibong singil sa pagsubok, na matatagpuan sa isang tiyak na punto sa espasyo, sa halaga nito. Mayroong isang espesyal na aspeto dito. Ang pisikal na dami na ito ay isang vector. Ang direksyon nito ay tumutugma sa direksyon ng puwersa na kumikilos sa positibong singil sa pagsubok. Dapat mo ring sagutin ang isang napaka-karaniwang tanong at tandaan na ang katangian ng lakas ng electric field ay tiyak ang intensity. At ano ang nangyayari sa hindi kumikibo at hindi nagbabagong mga paksa? Ang kanilang electric field ay itinuturing na electrostatic. Kapag nagtatrabaho sa isang point charge atAng interes sa pag-aaral ng tensyon ay ibinibigay ng mga linya ng puwersa at batas ng Coulomb. Anong mga feature ang umiiral dito?
Coulomb's Law and lines of force
Ang katangian ng puwersa ng electric field sa kasong ito ay gumagana lamang para sa isang point charge, na matatagpuan sa layo ng isang tiyak na radius mula dito. At kung kukunin natin itong value modulo, magkakaroon tayo ng Coulomb field. Sa loob nito, ang direksyon ng vector ay direktang nakasalalay sa tanda ng singil. Kaya, kung ito ay positibo, kung gayon ang patlang ay "gagalaw" kasama ang radius. Sa kabaligtaran na sitwasyon, ang vector ay direktang ididirekta sa singil mismo. Para sa isang visual na pag-unawa sa kung ano ang nangyayari at kung paano, maaari mong mahanap at maging pamilyar ang iyong sarili sa mga guhit na nagpapakita ng mga linya ng puwersa. Ang mga pangunahing katangian ng electric field sa mga aklat-aralin, bagaman sa halip mahirap ipaliwanag, ngunit ang mga guhit, dapat silang bigyan ng kanilang nararapat, ang mga ito ay may mataas na kalidad. Totoo, dapat tandaan ng isa ang gayong tampok ng mga libro: kapag gumagawa ng mga guhit ng mga linya ng puwersa, ang kanilang density ay proporsyonal sa modulus ng tension vector. Ito ay isang maliit na pahiwatig na maaaring maging malaking tulong sa pagkontrol sa kaalaman o pagsusulit.
Potensyal
Palaging gumagalaw ang singil kapag walang balanse ng puwersa. Sinasabi nito sa amin na sa kasong ito ang electric field ay may potensyal na enerhiya. Sa madaling salita, maaari itong gumawa ng ilang trabaho. Tingnan natin ang isang maliit na halimbawa. Ang isang electric field ay naglipat ng isang singil mula sa isang puntoAt sa B. Bilang resulta, mayroong pagbaba sa potensyal na enerhiya ng patlang. Nangyayari ito dahil tapos na ang trabaho. Ang katangian ng kapangyarihan ng electric field na ito ay hindi magbabago kung ang paggalaw ay ginawa sa ilalim ng impluwensya sa labas. Sa kasong ito, ang potensyal na enerhiya ay hindi bababa, ngunit tataas. Bukod dito, ang pisikal na katangian ng electric field ay magbabago sa direktang proporsyon sa inilapat na panlabas na puwersa, na inilipat ang singil sa electric field. Dapat pansinin na sa kasong ito ang lahat ng gawaing ginawa ay gugugol sa pagtaas ng potensyal na enerhiya. Upang maunawaan ang paksa, kunin natin ang sumusunod na halimbawa. So may positive charge tayo. Ito ay matatagpuan sa labas ng electric field na isinasaalang-alang. Dahil dito, napakaliit ng epekto na maaari itong balewalain. Lumilitaw ang isang panlabas na puwersa, na nagpapakilala ng isang singil sa larangan ng kuryente. Ginagawa niya ang gawaing kailangan para makagalaw. Sa kasong ito, ang mga puwersa ng larangan ay nagtagumpay. Kaya, lumitaw ang isang potensyal na aksyon, ngunit nasa electric field na mismo. Dapat tandaan na ito ay maaaring isang heterogenous indicator. Kaya, ang enerhiya na nauugnay sa bawat tiyak na yunit ng positibong singil ay tinatawag na potensyal ng patlang sa puntong iyon. Ito ay katumbas ng numero sa gawaing ginawa ng isang panlabas na puwersa upang ilipat ang paksa sa isang partikular na lugar. Ang field potential ay sinusukat sa volts.
Voltage
Sa anumang electric field, maaari mong obserbahan kung paano "lumilipat" ang mga positibong singil mula sa mga puntong may mataas na potensyal patungo sa mga may mababang halaga ng parameter na ito. Ang mga negatibo ay sumusunod sa landas na ito sa kabilang direksyon. Ngunit sa parehong mga kaso ito ay nangyayari lamang dahil sa pagkakaroon ng potensyal na enerhiya. Ang boltahe ay kinakalkula mula dito. Upang gawin ito, kinakailangang malaman ang halaga kung saan ang potensyal na enerhiya ng patlang ay naging mas maliit. Ang boltahe ay katumbas ng numero sa gawaing ginawa upang maglipat ng positibong singil sa pagitan ng dalawang partikular na punto. Ang isang kawili-wiling sulat ay makikita mula dito. Kaya, ang boltahe at potensyal na pagkakaiba sa kasong ito ay parehong pisikal na entity.
Superposisyon ng mga electric field
Kaya, isinasaalang-alang namin ang mga pangunahing katangian ng electric field. Ngunit upang mas maunawaan ang paksa, iminumungkahi naming isaalang-alang ang ilang mga parameter na maaaring mahalaga. At magsisimula tayo sa isang superposisyon ng mga electric field. Noong nakaraan, isinasaalang-alang namin ang mga sitwasyon kung saan mayroon lamang isang partikular na pagsingil. Ngunit marami sila sa mga bukid! Samakatuwid, kung isasaalang-alang ang isang sitwasyon na malapit sa katotohanan, isipin natin na mayroon tayong ilang mga singil. Pagkatapos ay lumalabas na ang mga puwersa na sumusunod sa panuntunan ng pagdaragdag ng vector ay kikilos sa paksa ng pagsubok. Gayundin, ang prinsipyo ng superposisyon ay nagsasabi na ang isang kumplikadong kilusan ay maaaring hatiin sa dalawa o higit pang mga simple. Imposibleng bumuo ng isang makatotohanang modelo ng paggalaw nang hindi isinasaalang-alang ang superposisyon. Sa madaling salita, ang particle na ating isinasaalang-alang sa ilalim ng mga umiiral na kondisyon ay apektado ng iba't ibang mga singil, na ang bawat isa ay may sarilingelectric field.
Gamitin
Dapat tandaan na ngayon ang mga posibilidad ng electric field ay hindi ginagamit sa kanilang buong potensyal. Kahit na, mas tamang sabihin, ang potensyal nito ay halos hindi natin ginagamit. Ang chandelier ni Chizhevsky ay maaaring mabanggit bilang isang praktikal na pagpapatupad ng mga posibilidad ng electric field. Mas maaga, sa kalagitnaan ng huling siglo, ang sangkatauhan ay nagsimulang galugarin ang kalawakan. Ngunit ang mga siyentipiko ay may maraming hindi nalutas na mga katanungan. Ang isa sa mga ito ay ang hangin at ang mga nakakapinsalang sangkap nito. Ang siyentipikong Sobyet na si Chizhevsky, na sa parehong oras ay interesado sa katangian ng enerhiya ng electric field, kinuha ang solusyon sa problemang ito. At dapat tandaan na nakakuha siya ng isang mahusay na pag-unlad. Ang aparatong ito ay batay sa pamamaraan ng paglikha ng mga aeroionic air flow dahil sa maliliit na discharge. Ngunit sa loob ng balangkas ng artikulo, hindi kami interesado sa mismong aparato, tulad ng sa prinsipyo ng pagpapatakbo nito. Ang katotohanan ay para sa paggana ng Chizhevsky chandelier, hindi isang nakatigil na mapagkukunan ng kuryente ang ginamit, ngunit isang electric field! Ang mga espesyal na capacitor ay ginamit upang pag-isiping mabuti ang enerhiya. Ang katangian ng enerhiya ng electric field ng kapaligiran ay makabuluhang nakaimpluwensya sa tagumpay ng device. Iyon ay, ang aparatong ito ay partikular na binuo para sa spacecraft, na literal na puno ng electronics. Ito ay pinalakas ng mga resulta ng mga aktibidad ng iba pang mga aparato na konektado sa patuloy na mga mapagkukunan ng kuryente. Dapat pansinin na ang direksyon ay hindi inabandona, at ang posibilidad ng pagkuha ng enerhiya mula sa electric field ay sinisiyasat ngayon. katotohanan,Dapat tandaan na ang makabuluhang pag-unlad ay hindi pa nakakamit. Kinakailangan ding tandaan ang medyo maliit na sukat ng patuloy na pananaliksik, at ang katotohanang karamihan sa mga ito ay isinasagawa ng mga boluntaryong imbentor.
Ano ang mga katangian ng mga electric field na apektado?
Bakit pag-aralan ang mga ito? Tulad ng nabanggit kanina, ang mga katangian ng isang electric field ay lakas, boltahe at potensyal. Sa buhay ng isang ordinaryong ordinaryong tao, ang mga parameter na ito ay hindi maaaring magyabang ng makabuluhang impluwensya. Ngunit kapag ang mga tanong ay lumitaw na ang isang bagay na malaki at kumplikado ay dapat gawin, kung gayon ang hindi isinasaalang-alang ang mga ito ay isang luho. Ang katotohanan ay ang isang labis na bilang ng mga electronic field (o ang kanilang labis na lakas) ay humahantong sa pagkagambala sa paghahatid ng mga signal sa pamamagitan ng kagamitan. Ito ay humahantong sa pagbaluktot ng ipinadalang impormasyon. Dapat tandaan na hindi lamang ito ang problema ng ganitong uri. Bilang karagdagan sa puting ingay ng teknolohiya, ang labis na malakas na mga patlang ng elektroniko ay maaari ring negatibong makaapekto sa paggana ng katawan ng tao. Dapat pansinin na ang isang maliit na ionization ng silid ay itinuturing pa rin na isang pagpapala, dahil nag-aambag ito sa pag-aalis ng alikabok sa mga ibabaw ng isang tirahan ng tao. Ngunit kung titingnan mo kung gaano karaming lahat ng uri ng kagamitan (refrigerator, TV, boiler, telepono, sistema ng kuryente, at iba pa) ang nasa ating mga tahanan, masasabi natin na, sayang, hindi ito mabuti para sa ating kalusugan. Dapat pansinin na ang mababang katangian ng mga electric field ay halos walang pinsala sa atin, dahil saMatagal nang nakasanayan ang sangkatauhan sa cosmic radiation. Ngunit mahirap sabihin ang tungkol sa electronics. Siyempre, hindi posible na tanggihan ang lahat ng ito, ngunit posible na matagumpay na mabawasan ang negatibong epekto ng mga electric field sa katawan ng tao. Para dito, sa pamamagitan ng paraan, ito ay sapat na upang ilapat ang mga prinsipyo ng mahusay na enerhiya na paggamit ng teknolohiya, na nagbibigay para sa pagliit ng oras ng pagpapatakbo ng mga mekanismo.
Konklusyon
Sinuri namin kung anong pisikal na dami ang isang katangian ng electric field, kung saan kung ano ang ginagamit, ano ang potensyal ng mga pag-unlad at ang kanilang aplikasyon sa pang-araw-araw na buhay. Ngunit gusto ko pa ring magdagdag ng ilang huling salita tungkol sa paksa. Dapat pansinin na medyo isang malaking bilang ng mga tao ang interesado sa kanila. Ang isa sa mga pinaka-nakikitang bakas sa kasaysayan ay iniwan ng sikat na imbentor ng Serbia na si Nikola Tesla. Dito, nagawa niyang makamit ang malaking tagumpay tungkol sa pagpapatupad ng kanyang mga plano, ngunit, sayang, hindi sa mga tuntunin ng kahusayan sa enerhiya. Samakatuwid, kung may pagnanais na magtrabaho sa direksyong ito, maraming hindi pa natutuklasang mga pagkakataon.
