Proprietà e caratteristiche di un campo elettricoquasi tutti gli esperti tecnici studiano. Ma un corso universitario è spesso scritto in un linguaggio complicato e confuso. Pertanto, all'interno dell'articolo, saranno disponibili le caratteristiche dei campi elettrici, in modo che ogni persona possa comprenderli. Inoltre, presteremo particolare attenzione ai concetti interconnessi (sovrapposizione) e alle possibilità di sviluppo di questa sfera della fisica.
Informazioni generali
Secondo le idee moderne,le cariche elettriche non interagiscono direttamente tra loro. Da ciò segue una caratteristica interessante. Pertanto, ogni corpo carico ha il proprio campo elettrico nello spazio circostante. Colpisce altri soggetti. Le caratteristiche dei campi elettrici ci interessano, che mostrano l'effetto del campo sulle cariche elettriche e la forza con cui viene effettuato. Quale di questo può essere dedotto? I corpi carichi non hanno effetti reciproci diretti. I campi elettrici sono usati per questo. Come possono essere indagati? Per fare ciò, è possibile utilizzare una carica di prova - un piccolo fascio di particelle punto, che non avrà un effetto evidente sulla struttura esistente. Quindi quali sono le caratteristiche del campo elettrico? Ce ne sono solo tre: tensione, tensione e potenziale. Ognuno di loro ha le sue caratteristiche e sfere di influenza sulle particelle.
Campo elettrico: che cos'è?
Ma prima di procedere al soggetto principalearticolo, devi avere una certa conoscenza. Se lo sono, questa parte può essere tranquillamente saltata. Inizialmente, consideriamo la causa dell'esistenza di un campo elettrico. In modo che sia, è necessario un addebito. Inoltre, le proprietà dello spazio in cui risiede il corpo carico devono essere diverse da quelle in cui non esiste. Qui c'è una tale caratteristica: se si carica una carica in un determinato sistema di coordinate, le modifiche non si verificano istantaneamente, ma solo a una certa velocità. Essi, come le onde, si diffonderanno nello spazio. Questo sarà accompagnato dall'apparizione di forze meccaniche che agiscono su altri portatori in questo sistema di coordinate. E qui arriviamo alla cosa principale! Le forze emergenti sono il risultato di un'influenza non diretta, ma dell'interazione attraverso l'ambiente, che è cambiato qualitativamente. Lo spazio in cui avvengono questi cambiamenti è chiamato campo elettrico.
lineamenti
Una carica situata in un campo elettrico,si muove nella direzione della forza, che agisce su di lui. È possibile raggiungere uno stato di riposo? Sì, è abbastanza reale. Ma per questo, la forza del campo elettrico deve bilanciare qualche altra influenza. Non appena c'è uno squilibrio, la carica ricomincia a muoversi. La direzione in questo caso dipenderà da una maggiore forza. Anche se ce ne sono molti, il risultato finale sarà qualcosa di equilibrato e universale. Per rappresentare meglio ciò che deve essere fatto, vengono mostrate le linee di forza. Le loro direzioni corrispondono alle forze che agiscono. Va notato che le linee di forza hanno sia un inizio che una fine. In altre parole, non sono bloccati in se stessi. Iniziano con corpi carichi positivamente e finiscono in corpi negativi. Non è tutto, parleremo più dettagliatamente delle linee di forza, delle loro basi teoriche e della loro attuazione pratica, un po 'più avanti nel testo e li considereremo insieme alla legge di Coulomb.
Potenza del campo elettrico
Questa caratteristica è usata perquantificare il campo elettrico. Questo è abbastanza difficile da capire. Questa caratteristica del campo elettrico (tensione) è una quantità fisica pari al rapporto tra la forza d'azione e la carica di prova positiva, che si trova in un determinato punto nello spazio, alla sua grandezza. C'è un aspetto speciale. Questa quantità fisica è vettoriale. La sua direzione coincide con la direzione della forza, che agisce sulla carica di prova positiva. Si dovrebbe anche rispondere a una domanda molto comune e notare che la tensione è la caratteristica di potenza del campo elettrico. E cosa succede a soggetti immobili e immutabili? Il loro campo elettrico è considerato elettrostatico. L'interesse per il punto di carica e l'indagine sulla tensione sono forniti dalle linee di forza e dalla legge di Coulomb. Quali caratteristiche ci sono?
Legge di Coulomb e linee di forza
La caratteristica di potenza del campo elettrico in questoIl caso funziona solo per una carica puntiforme, che si trova a una distanza di un certo raggio da esso. E se prendiamo questo modulo di valore, allora avremo un campo di Coulomb. In esso, la direzione del vettore dipende direttamente dal segno della carica. Quindi, se è un vantaggio, il campo si "sposterà" lungo il raggio. Nella situazione opposta, il vettore sarà diretto direttamente alla carica stessa. Per una comprensione visiva di cosa e come accade, puoi trovare e familiarizzare con i disegni che descrivono le linee di forza. Le caratteristiche principali del campo elettrico nei libri di testo, anche se difficili da spiegare, ma i disegni, dovrebbero essere dati credito, sono di qualità. La verità dovrebbe essere rilevata come una caratteristica dei libri: quando costruiscono disegni di linee di forza, la loro densità è proporzionale al modulo del vettore di tensione. Questo è un piccolo indizio che può essere di grande aiuto nel controllo della conoscenza o degli esami.
potenziale
La carica si sposta sempre quando non c'è equilibrioforze. Questo ci dice che in questo caso il campo elettrico ha energia potenziale. In altre parole, può fare un po 'di lavoro. Diamo un'occhiata ad un piccolo esempio. Il campo elettrico ha spostato la carica dal punto A al punto B. Di conseguenza, l'energia potenziale del campo diminuisce. Ciò è dovuto al fatto che il lavoro è stato fatto. Questa forza caratteristica del campo elettrico non cambierà se il movimento è stato fatto sotto un effetto collaterale. In questo caso, l'energia potenziale non diminuirà, ma aumenterà. E questa caratteristica fisica del campo elettrico cambierà in proporzione diretta alla forza esterna applicata, che ha spostato la carica nel campo elettrico. Va notato che in questo caso tutto il lavoro svolto sarà speso per aumentare l'energia potenziale. Per capire l'argomento, diamo un'occhiata al seguente esempio. Quindi, abbiamo una carica positiva. Si trova fuori dal campo elettrico, che è considerato. A causa di ciò, l'impatto è così piccolo che può essere ignorato. C'è una forza esterna che porta una carica nel campo elettrico. Fa il lavoro necessario per muoversi. Allo stesso tempo, le forze del campo vengono superate. Quindi, il potenziale delle azioni sorge, ma già nel campo elettrico stesso. Va notato che questo potrebbe essere un indicatore disomogeneo. Quindi, l'energia, che si riferisce a ciascuna particolare unità di carica positiva, è chiamata il potenziale di campo a questo punto. È numericamente uguale al lavoro che è stato fatto da una forza di terze parti per spostare il soggetto in un dato luogo. Il potenziale del campo è misurato in volt.
tensione
In ogni campo elettrico si può osservare comele cariche positive "migrano" da punti ad alto potenziale a quelli che hanno parametri bassi di questo parametro. I negativi seguono questo percorso nella direzione opposta. Ma in entrambi i casi ciò accade solo per la presenza di energia potenziale. Da questo, viene calcolata la tensione. Per fare ciò, è necessario conoscere il valore a cui l'energia potenziale del campo è diventata più piccola. La tensione è numericamente uguale al lavoro che è stato fatto per trasferire la carica positiva tra due punti specifici. Da questo si può notare un'interessante corrispondenza. Quindi, la tensione e la differenza di potenziale in questo caso sono la stessa entità fisica.
Sovrapposizione di campi elettrici
Quindi, abbiamo considerato il principalecaratteristiche del campo elettrico. Ma al fine di comprendere meglio l'argomento, proponiamo di considerare ulteriormente una serie di altri parametri che potrebbero essere importanti. E inizieremo con una sovrapposizione di campi elettrici. Precedentemente, abbiamo preso in considerazione le situazioni in cui, per condizione, c'era solo una specifica accusa. Ma ce ne sono molti nei campi! Pertanto, considerando la situazione avvicinata alla realtà, immaginiamo di avere diverse accuse. Quindi si scopre che il soggetto del processo agirà su forze soggette alla regola dell'aggiunta di vettori. Inoltre, il principio di sovrapposizione dice che un movimento complesso può essere diviso in due o più semplici. È impossibile sviluppare un modello realistico di movimento senza tener conto della sovrapposizione. In altre parole, la particella in esame nelle condizioni esistenti è influenzata da varie cariche, ognuna delle quali ha il proprio campo elettrico.
l'uso di
Va notato che ora opportunitàIl campo elettrico non è utilizzato a pieno regime. Ancor più correttamente, quasi non applichiamo il suo potenziale. Come realizzazione pratica delle possibilità di un campo elettrico, si può portare il lampadario di Chizhevsky. In precedenza, verso la metà del secolo scorso, l'umanità ha iniziato a esplorare lo spazio. Ma prima degli scienziati c'erano molti problemi irrisolti. Uno di questi è l'aria e le sue componenti nocive. Per risolvere questo problema, lo scienziato sovietico Chizhevsky, che era contemporaneamente interessato alle caratteristiche energetiche del campo elettrico, ha preso il problema. E va notato che ha avuto uno sviluppo davvero buono. Il dispositivo si basava sulla tecnica di creazione di flussi aerei aeroionici a causa di piccole scariche. Ma nel quadro dell'articolo, siamo interessati non tanto al dispositivo stesso quanto al principio del suo funzionamento. Il punto è che il lampadario di Chizhevsky non è stato usato per una fonte di energia stazionaria, ma per un campo elettrico! Per la concentrazione di energia, sono stati usati condensatori speciali. Significativamente, il successo del dispositivo è stato influenzato dalle caratteristiche energetiche del campo elettrico dell'ambiente circostante. Cioè, questo dispositivo è stato progettato specificamente per veicoli spaziali, che sono letteralmente imbottiti con l'elettronica. Si è anche nutrito delle prestazioni di altri dispositivi collegati a alimentatori permanenti. Va notato che la direzione non è stata abbandonata e la possibilità di prendere energia dal campo elettrico è ora oggetto di indagine. È vero, va notato che non sono ancora stati compiuti progressi significativi. È anche necessario notare la scala relativamente piccola della ricerca condotta e il fatto che la maggior parte di questi sono eseguiti da inventori-volontari.
Quali sono le caratteristiche dei campi elettrici?
Perché abbiamo bisogno di studiarli? Come accennato in precedenza, le caratteristiche del campo elettrico sono la tensione, la tensione e il potenziale. Nella vita della gente comune, questi parametri non possono vantare un'influenza significativa. Ma quando ci sono domande su cosa dovrebbe essere fatto qualcosa di grande e complesso, allora non tenerne conto - lusso inammissibile. Il fatto è che il numero eccessivo di campi elettronici (o la loro forza eccessiva) porta al fatto che c'è un'interferenza con la trasmissione di segnali dalla tecnologia. Ciò porta alla distorsione delle informazioni trasmesse. Va notato che questo non è l'unico problema di questo tipo. Oltre al rumore bianco della tecnologia, campi elettronici eccessivamente forti possono influire negativamente sul lavoro del corpo umano. Va notato che una piccola ionizzazione della stanza è ancora considerata un vantaggio, in quanto contribuisce alla deposizione di polvere sulle superfici dell'abitazione umana. Ma se guardi quante tecniche diverse (frigoriferi, televisori, caldaie, telefoni, sistemi di alimentazione, ecc.) Sono nelle nostre case, allora possiamo concludere che questo, purtroppo, non è utile per la nostra salute. Va notato che le basse caratteristiche dei campi elettrici non sono quasi nocive per noi, dal momento che l'umanità è stata a lungo abituata alle radiazioni cosmiche. Ma è così difficile dire sull'elettronica. Naturalmente, non saremo in grado di rinunciare a tutto questo, ma possiamo minimizzare con successo l'impatto negativo dei campi elettrici sul corpo umano. Per questo, a proposito, è sufficiente applicare i principi dell'uso efficiente dell'energia della tecnologia, che comporta la riduzione al minimo del tempo di funzionamento dei meccanismi.
conclusione
Abbiamo esaminato quale quantità fisicaè una caratteristica del campo elettrico, dove viene usato ciò che è il potenziale di sviluppo e applicazione di essi nella vita di tutti i giorni. Ma voglio ancora aggiungere alcune parole finali sull'argomento. Va notato che erano interessati a un numero piuttosto elevato di persone. Una delle tracce più notevoli della storia è stata lasciata dal famoso inventore serbo Nikolai Tesla. È riuscito a ottenere un notevole successo a questo riguardo per quanto riguarda l'attuazione del piano, ma, purtroppo, non in termini di efficienza energetica. Pertanto, se c'è un desiderio di lavorare in questa direzione, ci sono molte possibilità da scoprire.
