Svojstva i karakteristike električnog polja proučavaju gotovo svi tehnički stručnjaci. Ali univerzitetski kurs je često napisan složenim i nerazumljivim jezikom. Stoga će u okviru članka karakteristike električnih polja biti opisane na pristupačan način kako bi ih svaka osoba mogla razumjeti. Osim toga, posebnu pažnju ćemo posvetiti međusobno povezanim konceptima (superpoziciji) i mogućnostima razvoja ove oblasti fizike.
Opće informacije
Prema modernim konceptima, električni naboji ne stupaju u direktnu interakciju jedno s drugim. Iz ovoga proizilazi zanimljiva karakteristika. Dakle, svako naelektrisano tijelo ima svoje električno polje u okolnom prostoru. To utiče na druge entitete. Karakteristike električnih polja su nas interesantne jer pokazuju uticaj polja na električna naelektrisanja i silu kojom se ono sprovodi. Kakav zaključak se može izvući iz ovoga? Nabijena tijela nemaju međusobno direktno djelovanje. Za to se koriste električna polja. Kako se mogu istražiti? Da biste to učinili, možete koristiti probni naboj - snop čestica male tačke, koji nijeće imati značajan uticaj na postojeću strukturu. Dakle, koje su karakteristike električnog polja? Tri su od njih: napetost, napetost i potencijal. Svaki od njih ima svoje karakteristike i sfere uticaja na čestice.
Električno polje: šta je to?
Ali prije nego što pređete na glavnu temu članka, morate imati određenu količinu znanja. Ako jesu, onda se ovaj dio može bezbedno preskočiti. Prvo, razmotrimo pitanje razloga postojanja električnog polja. Da bi to bilo potrebno je naplatiti. Štaviše, svojstva prostora u kome se nalazi naelektrisano telo moraju se razlikovati od onih u kojima ono ne postoji. Ovdje postoji takva karakteristika: ako se naboj postavi u određeni koordinatni sistem, promjene se neće dogoditi odmah, već samo određenom brzinom. Oni će se, poput talasa, širiti svemirom. To će biti praćeno pojavom mehaničkih sila koje djeluju na druge nosioce u ovom koordinatnom sistemu. I tu dolazimo do glavne stvari! Snage koje se pojavljuju nisu rezultat direktnog uticaja, već interakcije kroz okruženje koje se kvalitativno promenilo. Prostor u kojem se takve promjene dešavaju naziva se električno polje.
Karakteristike
Naboj koji se nalazi u električnom polju kreće se u smjeru sile koja djeluje na njega. Da li je moguće postići stanje mirovanja? Da, sasvim je stvarno. Ali za to neki moraju uravnotežiti snagu električnog poljadrugi uticaj. Čim dođe do neravnoteže, punjenje se ponovo kreće. Smjer će u ovom slučaju ovisiti o većoj sili. Iako ako ih ima puno, krajnji rezultat će biti nešto uravnoteženo i univerzalno. Da biste bolje zamislili sa čime morate da radite, prikazane su linije sile. Njihovi pravci odgovaraju silama koje djeluju. Treba napomenuti da linije sile imaju i početak i kraj. Drugim riječima, ne zatvaraju se u sebe. Počinju na pozitivno nabijenim tijelima, a završavaju na negativnim. Ovo nije sve, detaljnije o linijama sile, njihovoj teorijskoj pozadini i praktičnoj implementaciji, govorićemo malo dalje u tekstu i razmatrati ih zajedno sa Coulombovim zakonom.
Jačina električnog polja
Ova karakteristika se koristi za kvantifikaciju električnog polja. Ovo je prilično teško razumjeti. Ova karakteristika električnog polja (jačina) je fizička veličina jednaka omjeru sile djelovanja na pozitivno probno naelektrisanje, koje se nalazi u određenoj tački u prostoru, prema njegovoj vrijednosti. Ovdje postoji jedan poseban aspekt. Ova fizička veličina je vektor. Njegov smjer se poklapa sa smjerom sile koja djeluje na pozitivno naelektrisanje. Također biste trebali odgovoriti na jedno vrlo često pitanje i primijetiti da je karakteristika jakosti električnog polja upravo intenzitet. A šta se dešava sa nepokretnim i nepromenljivim subjektima? Njihovo električno polje se smatra elektrostatičkim. Pri radu sa točkastim punjenjem iinteres za proučavanje napetosti pružaju linije sile i Coulombov zakon. Koje karakteristike postoje ovdje?
Coulombov zakon i linije sile
Sila karakteristična za električno polje u ovom slučaju radi samo za tačkasti naboj, koji se nalazi na udaljenosti određenog radijusa od njega. A ako uzmemo ovu vrijednost po modulu, onda ćemo imati Kulonovo polje. U njemu smjer vektora direktno ovisi o predznaku naboja. Dakle, ako je pozitivan, tada će se polje "kretati" duž radijusa. U suprotnoj situaciji, vektor će biti usmjeren direktno na sam naboj. Za vizuelno razumevanje šta se dešava i kako, možete pronaći i upoznati se sa crtežima koji prikazuju linije sile. Glavne karakteristike električnog polja u udžbenicima, iako prilično teško objašnjive, ali crteži, treba im odati priznanje, kvalitetni su. Istina, treba napomenuti takvu osobinu knjiga: kada se konstruiraju crteži linija sila, njihova je gustoća proporcionalna modulu vektora napetosti. Ovo je mali savjet koji može biti od velike pomoći u kontroli znanja ili ispitu.
Potencijal
Naboj se uvijek kreće kada nema ravnoteže snaga. To nam govori da u ovom slučaju električno polje ima potencijalnu energiju. Drugim riječima, može obaviti neki posao. Pogledajmo mali primjer. Električno polje je pomerilo naelektrisanje iz tačkeI u B. Kao rezultat, dolazi do smanjenja potencijalne energije polja. To se dešava jer je posao obavljen. Ova karakteristika snage električnog polja neće se promijeniti ako je kretanje napravljeno pod vanjskim utjecajem. U tom slučaju potencijalna energija se neće smanjiti, već povećati. Štaviše, ova fizička karakteristika električnog polja će se promeniti direktno proporcionalno primenjenoj spoljnoj sili, koja je pomerila naelektrisanje u električnom polju. Treba napomenuti da će u ovom slučaju sav obavljen rad biti utrošen na povećanje potencijalne energije. Da bismo razumjeli temu, uzmimo sljedeći primjer. Dakle, imamo pozitivan naboj. Nalazi se izvan električnog polja koje se razmatra. Zbog toga je uticaj toliko mali da se može zanemariti. Pojavljuje se vanjska sila koja unosi naboj u električno polje. Ona obavlja posao neophodan za kretanje. U ovom slučaju, sile polja su savladane. Tako nastaje akcijski potencijal, ali već u samom električnom polju. Treba napomenuti da ovo može biti heterogen indikator. Dakle, energija koja se odnosi na svaku specifičnu jedinicu pozitivnog naboja naziva se potencijal polja u toj tački. Brojčano je jednak radu koji je izvršila vanjska sila da pomjeri subjekt na određeno mjesto. Potencijal polja se mjeri u voltima.
Napon
U bilo kojem električnom polju možete promatrati kako pozitivni naboji "migriraju" iz tačaka s visokim potencijalom do onih koje imaju niske vrijednosti ovog parametra. Negativi slijede ovaj put u suprotnom smjeru. Ali u oba slučaja to se događa samo zbog prisustva potencijalne energije. Iz njega se računa napon. Da biste to učinili, potrebno je znati vrijednost za koju je potencijalna energija polja postala manja. Napon je numerički jednak radu koji je obavljen na prijenosu pozitivnog naboja između dvije određene tačke. Iz ovoga se može vidjeti zanimljiva prepiska. Dakle, razlika napona i potencijala u ovom slučaju su isti fizički entitet.
Superpozicija električnih polja
Dakle, razmotrili smo glavne karakteristike električnog polja. Ali da bismo bolje razumjeli temu, predlažemo da dodatno razmotrimo niz parametara koji mogu biti važni. I počećemo sa superpozicijom električnih polja. Ranije smo razmatrali situacije u kojima je postojala samo jedna specifična optužba. Ali ima ih mnogo na poljima! Stoga, s obzirom na situaciju blisku stvarnosti, zamislimo da imamo nekoliko optužbi. Tada se ispostavlja da će sile koje poštuju pravilo vektorskog sabiranja djelovati na ispitanog subjekta. Također, princip superpozicije kaže da se složeni pokret može podijeliti na dva ili više jednostavnih. Nemoguće je razviti realističan model kretanja bez uzimanja u obzir superpozicije. Drugim riječima, čestica koju razmatramo u postojećim uslovima je pod utjecajem različitih naboja, od kojih svako ima svojeelektrično polje.
Koristite
Treba napomenuti da se sada mogućnosti električnog polja ne koriste u potpunosti. Čak, ispravnije bi bilo reći, njen potencijal mi jedva da koristimo. Luster Čiževskog može se navesti kao praktična implementacija mogućnosti električnog polja. Ranije, sredinom prošlog veka, čovečanstvo je počelo da istražuje svemir. Ali naučnici su imali mnogo nerešenih pitanja. Jedan od njih je vazduh i njegove štetne komponente. Sovjetski naučnik Čiževski, koji se u isto vrijeme zanimao za energetsku karakteristiku električnog polja, preuzeo je rješenje ovog problema. I treba napomenuti da se jako dobro razvijao. Ovaj uređaj se zasnivao na tehnici stvaranja aerojonskih strujanja vazduha usled malih pražnjenja. Ali u okviru članka, zanima nas ne toliko sam uređaj, koliko princip njegovog rada. Činjenica je da za funkcioniranje lustera Chizhevsky nije korišten stacionarni izvor energije, već električno polje! Za koncentrisanje energije korišteni su specijalni kondenzatori. Energetska karakteristika električnog polja okoline značajno je uticala na uspeh uređaja. Odnosno, ovaj uređaj je razvijen posebno za svemirske letjelice, koje su doslovno pretrpane elektronikom. Napajao se rezultatom aktivnosti drugih uređaja priključenih na konstantne izvore napajanja. Treba napomenuti da pravac nije napušten, a sada se istražuje mogućnost uzimanja energije iz električnog polja. istina,Treba napomenuti da još uvijek nije postignut značajan napredak. Potrebno je napomenuti i relativno mali obim istraživanja koja su u toku, kao i činjenicu da većinu njih sprovode dobrovoljni pronalazači.
Koje su karakteristike električnih polja na koje utiču?
Zašto ih proučavati? Kao što je ranije spomenuto, karakteristike električnog polja su jačina, napon i potencijal. U životu običnog običnog čovjeka ovi se parametri ne mogu pohvaliti značajnim utjecajem. Ali kada se postavljaju pitanja da nešto veliko i složeno treba uraditi, onda je luksuz ne uzeti u obzir. Činjenica je da prevelik broj elektronskih polja (ili njihova prevelika snaga) dovodi do smetnji u prijenosu signala od strane opreme. To dovodi do izobličenja prenesenih informacija. Treba napomenuti da ovo nije jedini problem ovog tipa. Osim bijelog šuma tehnologije, pretjerano jaka elektronska polja također mogu negativno utjecati na funkcioniranje ljudskog tijela. Treba napomenuti da se mala ionizacija prostorije još uvijek smatra blagoslovom, jer doprinosi taloženju prašine na površinama ljudskog stana. Ali ako pogledate koliko sve vrste opreme (frižidera, televizora, bojlera, telefona, elektroenergetskih sistema itd.) ima u našim domovima, možemo zaključiti da to, nažalost, nije dobro za naše zdravlje. Treba napomenuti da nam niske karakteristike električnih polja gotovo da ne štete, jer doČovječanstvo je odavno naviklo na kosmičko zračenje. Ali o elektronici je teško reći. Naravno, sve ovo neće biti moguće odbiti, ali je moguće uspješno minimizirati negativan utjecaj električnih polja na ljudsko tijelo. Za to je, inače, dovoljno primijeniti principe energetski efikasnog korištenja tehnologije, koji predviđaju minimiziranje vremena rada mehanizama.
Zaključak
Ispitivali smo koja fizička veličina je karakteristika električnog polja, gdje se šta koristi, koji je potencijal razvoja i njihova primjena u svakodnevnom životu. Ali ipak bih želio dodati nekoliko završnih riječi o ovoj temi. Treba napomenuti da je za njih bio zainteresovan prilično veliki broj ljudi. Jedan od najvidljivijih tragova u istoriji ostavio je čuveni srpski pronalazač Nikola Tesla. U tome je uspio postići značajan uspjeh u realizaciji svojih planova, ali, nažalost, ne u pogledu energetske efikasnosti. Stoga, ako postoji želja da se radi u ovom pravcu, postoji mnogo neotkrivenih mogućnosti.
