Что такое электрическое поле и какими свойствами оно обладает

  • Определение
  • Типы полей
  • Обнаружение электрического поля
  • Практика.

Определение

Вокруг заряженного тела существует электрическое поле. Проще говоря, это поле, которое действует на другие тела с определенной силой.

Основная количественная характеристика — это напряженность электрического поля. Он равен отношению силы, действующей на заряд, к величине заряда. Сила действует в каком-то направлении, поэтому напряженность электрического поля является векторной величиной. Ниже приведена формула напряженности поля:

Интенсивность EF действует в направлении, которое рассчитывается по принципу суперпозиции. Это означает:

На рисунке ниже мы видим условное графическое изображение двух зарядов разной полярности и возникающих между ними силовых линий электрического поля.

Основное условие образования электрического поля — наличие у тела некоторого заряда. Только тогда вокруг него возникнет поле, которое повлияет на другие заряженные тела.

В этом случае закон Кулона используется для определения напряженности электрического поля вокруг единичного испытательного заряда:

Такое поле еще называют кулоновским полем.

Еще одна важная физическая величина — это потенциал электрического поля. Это уже не вектор, а скалярная величина, она прямо пропорциональна энергии, приложенной к заряду:

Важный! Напряженность и энергетические характеристики электрического поля — это напряженность и потенциал. Это его основные физические свойства.

Он измеряется в вольтах и ​​численно равен работе EF по перемещению заряда из определенной точки в бесконечность.

Подробнее о том, что такое напряженность электрического поля, вы узнаете из видеоурока:

Виды полей

В зависимости от того, где они встречаются, есть несколько основных типов полей. Давайте посмотрим на несколько примеров полей, которые существуют в разных ситуациях.

  1. Если заряды неподвижны, то это статическое поле.
  2. Если заряды движутся по проводнику — магнитное (не путать с ЭП).
  3. Стационарное поле создается вокруг неподвижных проводников с неизменным током.
  4. В радиоволнах различают электрическое и магнитное поля, перпендикулярные друг другу в пространстве. Это связано с тем, что каждое изменение MF приводит к образованию EF с замкнутыми силовыми линиями.

Обнаружение электрического поля

Мы постарались простым языком изложить все важные определения и условия существования электрического поля. Разберемся, как это обнаружить. Магнитное легко обнаружить — с помощью компаса.

Мы можем обнаружить электрическое поле в доме. Все мы знаем, что если мы потрет пластиковой линейкой о волосы, к ней будут притягиваться небольшие кусочки бумаги. Это эффект электрического поля. Когда вы снимаете шерстяной свитер, вы слышите щелчок и видите искры — это то же самое.

Другой способ обнаружить EF — поместить в него тестовые данные. Эффективное поле отклонит их. Это используется в ЭЛТ-мониторах и, следовательно, в лампах осциллографов, о которых мы поговорим позже.

Практика

Мы уже упоминали, что в повседневной жизни электрическое поле проявляется, когда мы снимаем шерстяную или синтетическую одежду, и между нашими волосами и шерстью проносятся искры, когда мы протираем пластиковую линейку и проводим ею по небольшим притягивающимся кусочкам бумаги и т. Д. Но это не обычные примеры. технический.

В проводниках наименьшие ЭП вызывают движение и перераспределение носителей заряда. В диэлектриках, поскольку ширина запрещенной зоны в этих веществах велика, EF будет вызывать перемещение носителей заряда только в случае пробоя диэлектрика. В полупроводниках взаимодействие происходит между диэлектриком и проводником, но малая ширина запрещенной зоны должна быть преодолена за счет передачи энергии 0,3 … 0,7 эВ (для германия и кремния).

Из того, что у нас есть в каждом доме, есть электронная бытовая техника, в том числе блоки питания. У них есть важная часть, которая работает благодаря электрическому полю — это конденсатор. В конденсаторе заряды удерживаются на катушках, разделенных диэлектриком, именно благодаря действию электрического поля.На рисунке ниже показано обычное представление зарядов на катушках конденсатора.

Другое применение в электротехнике — полевые транзисторы (полевые транзисторы). Само их название указывает на принцип действия. Они основаны на принципе действия STOCK-STOCK изменения проводимости под действием поперечного электрического поля на полупроводник, но в MOSFET (MOSFETs такие же) и даже затвор отделен диэлектрическим слоем (оксидом) от проводящего канала, так что эффект ЗАПАС-ЗАПАСНЫЕ токи невозможны по определению.

Еще одно применение, ушедшее в прошлое в повседневной жизни, но все еще «живое» в промышленном и лабораторном оборудовании, — электронные лампы (ЭЛТ или так называемые электронно-лучевые трубки). Одним из вариантов перемещения луча по экрану является система электростатического отклонения.

Проще говоря, есть оружие, которое испускает (испускает) электроны. Существует система, которая отклоняет этот электрон в нужную точку на экране, чтобы создать желаемое изображение. К пластинам прикладывается напряжение, и кулоновские силы действуют на испускаемый летящий электрон, отсюда и электрическое поле. Все описанное происходит в вакууме. Затем на пластины подается высокое напряжение, и для их формирования устанавливаются трансформатор строчной развертки и обратный преобразователь.

Следующее видео кратко и ясно объясняет, что такое электрическое поле и какими свойствами обладает этот особый тип материи:

Материалы по теме: