Proprietățile și caracteristicile de bază ale câmpurilor electrice

Proprietățile și caracteristicile câmpului electric sunt studiate de aproape toți specialiștii tehnici. Dar cursul universitar este adesea scris într-un limbaj complicat și de neînțeles. Prin urmare, în cadrul articolului, caracteristicile câmpurilor electrice vor fi disponibile, astfel încât fiecare persoană să le poată înțelege. În plus, vom acorda o atenție deosebită conceptelor interconectate (suprapunere) și posibilităților de dezvoltare a acestei sfere de fizică.

Informații generale

Conform ideilor moderne, încărcături electrice ei nu interacționează direct unul cu altul. Din aceasta urmează o caracteristică interesantă. Astfel, fiecare corp încărcat are propriul câmp electric în spațiul din jur. Afectează și alte subiecte. Caracteristicile câmpurilor electrice sunt de interes pentru noi, ele arată efectul câmpului asupra sarcinilor electrice și forța cu care se efectuează. Care dintre acestea poate fi dedusă? Organismele încărcate nu au efecte directe reciproce. Sunt utilizate câmpuri electrice pentru acest lucru. Cum pot fi cercetați? Pentru a face acest lucru, puteți folosi o sarcină de testare - un mic punct de fascicul de particule, care nu va avea un efect vizibil asupra structurii existente. Deci, care sunt caracteristicile câmpului electric? Există doar trei: tensiune, tensiune și potențial. Fiecare dintre ele are propriile trăsături și sfere de influență asupra particulelor.

Câmpul electric: ce este?

Dar, înainte de a trece la subiectul principal al articolului, este necesar să existe o anumită cantitate de cunoștințe. Dacă sunt, atunci această parte poate fi omisă în mod confident. Inițial, să luăm în considerare cauza existenței unui câmp electric. Pentru ca aceasta să fie, aveți nevoie de o taxă. În plus, proprietățile spațiului în care se află corpul încărcat trebuie să fie diferite de cele în care nu există. Există o astfel de caracteristică: dacă un anumit sistem de coordonate pentru a plasa taxa, schimbarea nu se va întâmpla imediat, dar numai la o anumită viteză. Ei se vor răspândi în spațiu, ca niște valuri. Aceasta va fi însoțită de apariția forțelor mecanice care acționează asupra altor transportatori în acest sistem de coordonate. Și aici ajungem la principalul lucru! Forțele emergente sunt rezultatul unei influențe care nu este directă, ci al interacțiunii prin mediu, care sa schimbat calitativ. Spațiul în care se produc aceste modificări se numește câmp electric.

caracteristici

Încărcarea situată în câmpul electric se mișcă în direcția forței care acționează asupra acesteia. Este posibil să se atingă o stare de odihnă? Da, este destul de real. Dar pentru aceasta, forța câmpului electric trebuie să echilibreze o altă influență. De îndată ce există un dezechilibru, taxa începe să se miște din nou. Direcția în acest caz va depinde de o rezistență mai mare. Deși, dacă există multe dintre ele, rezultatul final va fi ceva echilibrat și universal. Pentru a reprezenta mai bine ceea ce trebuie făcut, sunt descrise liniile de forță. Direcțiile lor corespund forțelor de acțiune. Trebuie remarcat faptul că liniile de forță au atât un început, cât și un sfârșit. Cu alte cuvinte, ele nu sunt blocate în ele însele. Ele încep pe corpuri încărcate pozitiv și se termină pe cele negative. Asta nu e tot, mai în detaliu pe liniile de putere, bazele lor teoretice și punerea în practică, vom vorbi un pic mai mult pe text și le ia în considerare, împreună cu legea lui Coulomb.

Puterea câmpului electric

Această caracteristică este utilizată pentru cuantificarea câmpului electric. Acest lucru este destul de greu de înțeles. Această caracteristică a câmpului electric (tensiune) este cantitatea fizică potența egală în raport cu o taxa de test pozitiv, care este situat într-un anumit punct în spațiu la valoarea sa. Există un aspect special. aceasta cantitate fizică este un vector. Direcția sa coincide cu direcția forței, care acționează asupra sarcinii de test pozitive. De asemenea, trebuie să răspundem la o întrebare foarte frecventă și să observăm că tensiunea este caracteristică a câmpului electric. Și ce se întâmplă cu subiectele imobile și neschimbate? Câmpul lor electric este considerat a fi electrostatic. Interesul față de sarcina punctului și investigarea tensiunii este asigurată de liniile forței și de legea Coulomb. Ce caracteristici există?

Legea lui Coulomb și linii de forță

Caracteristica de putere a câmpului electric în acest caz funcționează numai pentru o sarcină punct, care se află la o distanță de o anumită rază de la ea. Și dacă luăm această valoare modulo, atunci vom avea un câmp Coulomb. În ea, direcția vectorului depinde direct de semnul încărcării. Deci, dacă este un plus, atunci câmpul se va "mișca" de-a lungul razei. În situația opusă, vectorul va fi direcționat direct la sarcina însăși. Pentru o înțelegere vizuală a ceea ce și cum se întâmplă, puteți găsi și familiariza cu desenele care descriu liniile de forță. Principalele caracteristici ale câmpului electric în manuale, deși greu de explicat, dar desenele, ar trebui să li se acorde credit, ele sunt de calitate. Adevărul ar trebui să fie remarcat o astfel de caracteristică a cărților: atunci când se construiește desene de linii de forță, densitatea lor este proporțională cu modulul vectorului de tensiune. Acesta este un indiciu mic care poate fi de mare ajutor în controlul cunoștințelor sau al examenelor.

potențial

Încărcarea se face întotdeauna când nu există un echilibru al forțelor. Acest lucru ne spune că în acest caz, câmpul electric are energie potențială. Cu alte cuvinte, poate face ceva. Să ne uităm la un exemplu mic. Câmpul electric a mutat sarcina de la punctul A la B. Ca urmare, energia potențială a câmpului scade. Acest lucru se datorează faptului că lucrarea a fost făcută. Această forță caracteristică câmpului electric nu se va schimba dacă mișcarea a fost făcută sub efect secundar. În acest caz energie potențială nu va scădea, ci va crește. Și această caracteristică fizică a câmpului electric se va schimba direct proporțional cu forța externă aplicată, care a mișcat încărcătura în câmpul electric. Trebuie remarcat faptul că, în acest caz, toată munca depusă va fi cheltuită pentru creșterea potențială a energiei. Pentru a înțelege subiectul, să examinăm următorul exemplu. Deci, avem o sarcină pozitivă. Acesta este situat în afara câmpului electric, care este considerat. Din acest motiv, impactul este atât de mic încât poate fi ignorat. Există o forță externă care aduce o încărcătură în câmpul electric. Ea face munca necesară pentru a se mișca. În același timp, forțele câmpului sunt depășite. Astfel, apare potențial de acțiune, dar deja în câmpul electric propriu-zis. Trebuie remarcat faptul că acest lucru poate fi un indicator neomogen. Deci, energia, care se referă la fiecare unitate particulară de sarcină pozitivă, se numește potențialul câmpului în acest moment. Este numeric egal cu munca depusă de o forță terță parte pentru a muta subiectul într-un anumit loc. Potențialul câmpului este măsurat în volți.

voltaj

În orice câmp electric poate fi văzută ca sarcini pozitive „migra“ la un nivel record de puncte potențiale pentru faptul că acestea au un nivel scăzut de acest parametru. Negativii urmează această cale în direcția opusă. Dar, în ambele cazuri, acest lucru se întâmplă numai datorită prezenței energiei potențiale. Din aceasta, se calculează tensiunea. Pentru a face acest lucru, este necesar să se cunoască valoarea la care energia potențială a câmpului a devenit mai mică. Tensiunea este numeric egală cu munca depusă pentru a transfera încărcarea pozitivă între două puncte specifice. Din aceasta se poate observa o corespondență interesantă. Deci, tensiunea și diferența de potențial în acest caz sunt aceeași entitate fizică.

Suprapunerea câmpurilor electrice

Deci, am considerat principalele caracteristici ale câmpului electric. Dar, pentru a înțelege mai bine acest subiect, propunem să luăm în considerare și alți parametri care ar putea fi importanți. Și vom începe cu o suprapunere de câmpuri electrice. Anterior, am considerat situații în care, cu condiția, a existat o singură sarcină specială. Dar sunt multe pe câmp! Prin urmare, având în vedere situația abordată de realitate, să ne imaginăm că avem mai multe taxe. Apoi se dovedește că subiectul procesului va acționa asupra forțelor supuse regulii adăugarea de vectori. de asemenea principiul suprapunerii spune că o mișcare complexă poate fi împărțită în două sau mai multe simple. Este imposibil să se dezvolte un model realist de mișcare fără a lua în considerare suprapunerea. Cu alte cuvinte, particulele luate în considerare în condițiile existente sunt afectate de sarcini diferite, fiecare având propriul câmp electric.

utilizarea

Trebuie remarcat că acum posibilitățile câmpului electric nu sunt utilizate la întregul lor potențial. Chiar mai corect, aproape că nu-i aplicăm potențialul. Ca o realizare practică a posibilităților unui câmp electric, se poate aduce candelabru lui Chizhevski. Anterior, la mijlocul secolului trecut, omenirea a început să exploreze spațiul. Dar, înainte de oamenii de știință, au existat multe probleme nerezolvate. Unul dintre ele este aerul și componentele sale dăunătoare. Pentru rezolvarea acestei probleme, omul de știință sovietic Chizhevsky, care era în același timp interesat de energia caracteristică a câmpului electric, a rezolvat problema. Și trebuie remarcat faptul că el a avut o evoluție foarte bună. Dispozitivul se baza pe tehnica de a crea fluxuri de aer aerian datorită descărcărilor mici. Dar, în cadrul articolului, suntem interesați nu atât de mult în dispozitivul în sine ca și în principiul funcționării sale. Ideea este că candelabrul lui Chizhevski nu a fost folosit pentru o sursă de energie staționară, ci pentru un câmp electric! Pentru concentrația de energie, au fost utilizați condensatori speciali. În mod semnificativ, succesul dispozitivului a fost influențat de caracteristicile energetice ale câmpului electric din mediul înconjurător. Asta este, acest dispozitiv a fost proiectat special pentru nave spațiale, care sunt literalmente umplute cu electronice. De asemenea, a alimentat performanța altor dispozitive conectate la surse permanente de alimentare. Trebuie remarcat faptul că direcția nu a fost abandonată și că acum se investighează posibilitatea de a lua energie din câmpul electric. Este adevărat că trebuie notat că nu s-au înregistrat progrese semnificative. De asemenea, este necesar să se țină seama de amploarea relativ redusă a cercetării efectuate și de faptul că majoritatea sunt realizate de inventatori-voluntari.

Care sunt caracteristicile câmpurilor electrice?

De ce trebuie să le studiem? Așa cum am menționat anterior, caracteristicile câmpului electric sunt tensiunea, tensiunea și potențialul. În viața oamenilor obișnuiți obișnuiți, acești parametri nu pot avea o influență semnificativă. Dar când există întrebări cu privire la ceea ce ar trebui făcut ceva mare și complex, atunci nu le ține cont - luxul inadmisibil. Faptul este că numărul excesiv de câmpuri electronice (sau forța lor excesivă) conduce la faptul că există interferențe cu transmiterea semnalelor prin tehnologie. Aceasta duce la denaturarea informațiilor transmise. Trebuie remarcat că aceasta nu este singura problemă de acest tip. În plus față de zgomotul alb al tehnologiei, câmpurile electronice excesive pot afecta negativ munca corpului uman. Trebuie remarcat faptul că un spațiu de ionizare mic încă considerat a fi bun, deoarece contribuie la sedimentarea prafului de pe suprafața de locuire umană. Dar dacă te uiți, cât de mult de toate tipurile de aparate (frigidere, televizoare, încălzitoare de apă, telefoane, sisteme de energie electrică, și așa mai departe) este în casele noastre, putem concluziona că este, din păcate, nu este bine pentru sănătatea noastră. Trebuie remarcat faptul că caracteristicile scăzute ale câmpurilor electrice nu ne dăunează aproape, deoarece umanitatea a fost mult timp obișnuită cu radiațiile cosmice. Dar este atât de greu de spus despre electronică. Desigur, nu vom putea renunța la toate acestea, dar putem minimiza cu succes impactul negativ al câmpurilor electrice asupra corpului uman. Pentru aceasta, apropo, este suficient să se aplice principiile utilizării eficiente din punct de vedere energetic a tehnologiei, ceea ce implică minimizarea timpului de funcționare a mecanismelor.

concluzie

Am examinat ce cantitate fizică este o caracteristică a unui câmp electric, unde se folosește, care este potențialul de dezvoltare și aplicare a acestora în viața de zi cu zi. Dar totuși doriți să adăugați câteva cuvinte finale despre subiect. Trebuie remarcat că ei erau interesați de un număr destul de mare de persoane. Una dintre cele mai notabile urme din istorie a fost lăsată de faimosul inventator sârb Nikolai Tesla. A reușit să obțină un succes considerabil în acest sens în ceea ce privește implementarea planului, dar, din păcate, nu în ceea ce privește eficiența energetică. Prin urmare, dacă există dorința de a lucra în această direcție - există multe posibilități nedescoperite.