Çfarë na lejon të themi se ka një fushë elektrike rreth një trupi të ngarkuar? Fusha elektrike - Hipermarketi i Dijes. Efekti biologjik i fushës elektromagnetike

Siç dihet, tipar karakteristik përçuesit është se ata kanë gjithmonë numër i madh transportuesit e ngarkesave celulare, pra elektronet ose jonet e lira.

Brenda një përcjellësi, këta transportues ngarkese, në përgjithësi, lëvizin në mënyrë kaotike. Sidoqoftë, nëse ka një fushë elektrike në përcjellës, atëherë lëvizja kaotike e transportuesve mbivendoset nga lëvizja e tyre e urdhëruar në drejtimin e veprimit. forcat elektrike. Kjo lëvizje e drejtuar e transportuesve të ngarkesës celulare në një përcjellës nën ndikimin e një fushe ndodh gjithmonë në atë mënyrë që fusha brenda përcjellësit të dobësohet. Meqenëse numri i transportuesve të ngarkesave të lëvizshme në një përcjellës është i madh (metali përmban rreth elektrone të lira), lëvizja e tyre nën ndikimin e fushës ndodh derisa fusha brenda përcjellësit të zhduket plotësisht. Le të zbulojmë më në detaje se si ndodh kjo.

Lëreni një përcjellës metalik, i përbërë nga dy pjesë të shtypura fort me njëra-tjetrën, të vendoset në një fushë elektrike të jashtme E (Fig. 15.13). Aktiv elektrone të lira Në këtë përcjellës, forcat e fushës veprojnë në të majtë, d.m.th., përballë vektorit të forcës së fushës. (Shpjegoni pse.) Si rezultat i zhvendosjes së elektroneve nën ndikimin e këtyre forcave, një tepricë e ngarkesave pozitive shfaqet në skajin e djathtë të përcjellësit dhe një tepricë e elektroneve në skajin e majtë. Prandaj, një fushë e brendshme (fusha e ngarkesave të zhvendosura) lind midis skajeve të përcjellësit, e cila në Fig. 15.13 është paraqitur me vija me pika. Brenda

përcjellësi, kjo fushë drejtohet drejt asaj të jashtme dhe çdo elektron i lirë që mbetet brenda përçuesit vepron me një forcë të drejtuar djathtas.

Forca së pari më shumë fuqi dhe rezultanti i tyre drejtohet majtas. Prandaj, elektronet brenda përcjellësit vazhdojnë të zhvendosen në të majtë, dhe fusha e brendshme gradualisht rritet. Kur shumë elektrone të lira grumbullohen në skajin e majtë të përcjellësit (ato ende përbëjnë një pjesë të parëndësishme prej tyre numri total), forca do të jetë e barabartë me forcën dhe rezultanta e tyre do të jetë e barabartë me zero. Pas kësaj, elektronet e lira që mbeten brenda përçuesit do të lëvizin vetëm në mënyrë kaotike. Kjo do të thotë që forca e fushës brenda përcjellësit është zero, d.m.th., se fusha brenda përcjellësit është zhdukur.

Pra, kur një përcjellës hyn në një fushë elektrike, ai elektrizohet në mënyrë që në njërin skaj të shfaqet ngarkesë pozitive, dhe nga ana tjetër ka një ngarkesë negative me të njëjtën madhësi. Ky elektrifikim quhet induksion elektrostatik ose elektrifikim me ndikim. Vini re se në këtë rast rishpërndahen vetëm tarifat e vetë drejtuesit. Prandaj, nëse një përcjellës i tillë hiqet nga fusha, ai është pozitiv dhe ngarkesa negative përsëri do të shpërndahet në mënyrë të barabartë në të gjithë vëllimin e përcjellësit dhe të gjitha pjesët e tij do të bëhen neutrale elektrike.

Është e lehtë të verifikohet se në skajet e kundërta të një përcjellësi të elektrizuar nga ndikimi, ka vërtet sasi të barabarta ngarkesash me shenjë të kundërt. Le ta ndajmë këtë përcjellës në dy pjesë (Fig. 15.13) dhe pastaj t'i heqim nga fusha. Duke e lidhur secilën pjesë të përcjellësit me një elektroskop të veçantë, do të sigurohemi që ato të jenë të ngarkuara. (Mendoni se si mund të tregoni se këto tarifa kanë shenja të kundërta.) Nëse i lidhim përsëri dy pjesët në mënyrë që të formojnë një përcjellës, do të zbulojmë se ngarkesat janë neutralizuar. Kjo do të thotë se para lidhjes, ngarkesat në të dy pjesët e përcjellësit ishin të barabarta në madhësi dhe të kundërta në shenjë.

Koha gjatë së cilës përçuesi elektrizohet nga ndikimi është aq i shkurtër sa balanca e ngarkesave në përcjellës ndodh pothuajse menjëherë. Në këtë rast, tensioni, dhe për këtë arsye diferenca potenciale brenda përcjellësit, bëhet kudo e barabartë me zero. Atëherë për çdo dy pika brenda përcjellësit lidhja është e vërtetë

Rrjedhimisht, kur ngarkesat e përcjellësit janë në ekuilibër, potenciali i të gjitha pikave të tij është i njëjtë. Kjo vlen edhe për një përcjellës të elektrizuar nga kontakti me një trup të ngarkuar. Le të marrim një top përçues dhe të vendosim një ngarkesë në pikën M në sipërfaqen e tij (Fig. 15.14). Pastaj në eksplorues kohë të shkurtër lind një fushë dhe në pikën M ndodh një ngarkesë e tepërt. Nën ndikimin e forcave të kësaj fushe

ngarkesa shpërndahet në mënyrë të barabartë në të gjithë sipërfaqen e topit, gjë që çon në zhdukjen e fushës brenda përcjellësit.

Pra, pavarësisht se si elektrizohet përcjellësi, kur ngarkesat janë në ekuilibër, nuk ka fushë brenda përcjellësit dhe potenciali i të gjitha pikave të përcjellësit është i njëjtë (si brenda ashtu edhe në sipërfaqen e përcjellësit). Në të njëjtën kohë, fusha jashtë përcjellësit të elektrizuar, natyrisht, ekziston dhe linjat e intensitetit të saj janë normale (pingule) me sipërfaqen e përcjellësit. Kjo mund të shihet nga arsyetimi i mëposhtëm. Nëse linja e tensionit ishte diku e prirur nga sipërfaqja e përcjellësit (Fig. 15.15), atëherë forca që vepron mbi ngarkesën në këtë pikë të sipërfaqes mund të zbërthehet në komponentë Pastaj, nën ndikimin e një force të drejtuar përgjatë sipërfaqes , ngarkesat do të lëviznin përgjatë sipërfaqes së përcjellësit, e cila nuk duhet të ketë ekuilibër ngarkese. Prandaj, kur ngarkesat në përcjellësin janë në ekuilibër, sipërfaqja e tij është një sipërfaqe ekuipotenciale.

Nëse nuk ka fushë brenda një përcjellësi të ngarkuar, atëherë dendësia e madhe ngarkesat në të (sasia e energjisë elektrike për njësi vëllimi) duhet të jetë zero kudo.

Në të vërtetë, nëse do të kishte një ngarkesë në një vëllim të vogël të një përcjellësi, atëherë një fushë elektrike do të ekzistonte rreth këtij vëllimi.

Në teorinë e fushës është vërtetuar se në ekuilibër, e gjithë ngarkesa e tepërt e një përcjellësi të elektrizuar ndodhet në sipërfaqen e tij. Kjo do të thotë se të gjitha pjesa e brendshme Ky përcjellës mund të hiqet dhe asgjë nuk do të ndryshojë në rregullimin e ngarkesave në sipërfaqen e tij. Për shembull, nëse dy topa metalikë të vetmuar me përmasa të barabarta, njëri prej të cilëve është i fortë dhe tjetri i zbrazët, elektrizohen njësoj, atëherë fushat rreth topave do të jenë të njëjta. M. Faraday ishte i pari që e vërtetoi këtë eksperimentalisht.

Pra, nëse një përcjellës i zbrazët vendoset në një fushë elektrike ose elektrizohet nga kontakti me një trup të ngarkuar, atëherë

Kur ngarkesat janë në ekuilibër, fusha brenda zgavrës nuk do të ekzistojë. Mbrojtja elektrostatike bazohet në këtë. Nëse ndonjë pajisje vendoset në një kuti metalike, atëherë fushat elektrike të jashtme nuk do të depërtojnë brenda kasës, d.m.th., funksionimi dhe leximet e një pajisjeje të tillë nuk do të varen nga prania dhe ndryshimet e fushave elektrike të jashtme.

Le të zbulojmë tani se si janë rregulluar tarifat sipërfaqja e jashtme dirigjent. Le të marrim një rrjetë metalike në dy doreza izoluese, në të cilat janë ngjitur gjethe letre (Fig. 15.16). Nëse e ngarkoni rrjetën dhe më pas e shtrini atë (Fig. 15.16, a), gjethet në të dy anët e rrjetës do të ndahen. Nëse e përkulni rrjetën në një unazë, atëherë vetëm gjethet me jashtë rrjete (Fig. 15.16, b). Duke i dhënë rrjetës një kthesë të ndryshme, mund të siguroheni që ngarkesat të jenë të vendosura vetëm në anën konvekse të sipërfaqes, dhe në ato vende ku sipërfaqja është më e lakuar ( rreze më të vogël lakimi), grumbullohen më shumë ngarkesa.

Pra, ngarkesa shpërndahet në mënyrë të barabartë vetëm mbi sipërfaqen e një përcjellësi sferik. Në formë e lirë dirigjent dendësia e sipërfaqes ngarkon a, prandaj forca e fushës pranë sipërfaqes së përcjellësit është më e madhe aty ku lakimi i sipërfaqes është më i madh. Dendësia e ngarkesës është veçanërisht e lartë në zgjatimet dhe në majat e përcjellësit (Fig. 15.17). Kjo mund të verifikohet duke prekur pika të ndryshme të përcjellësit të elektrizuar me një sondë dhe më pas duke prekur elektroskopin. Një përcjellës i elektrizuar që ka pika ose është i pajisur me një pikë humbet shpejt ngarkesën e tij. Prandaj, përcjellësi në të cilin ngarkesa duhet të ruhet për një kohë të gjatë, nuk duhet të ketë asnjë pikë.

(Mendoni pse shufra e një elektroskopi përfundon në një top.)

Le të varim një kuti fishekësh të ngarkuar në një fije dhe të sjellim një shufër qelqi të elektrizuar në të. Edhe në mungesë të kontaktit të drejtpërdrejtë, mënga në fill devijon nga pozicioni vertikal, duke u tërhequr nga shkopi (Fig. 13).

Trupat e ngarkuar, siç e shohim, janë në gjendje të ndërveprojnë me njëri-tjetrin në distancë. Si transmetohet veprimi nga një prej këtyre trupave në tjetrin? Ndoshta gjithçka ka të bëjë me ajrin mes tyre? Le ta zbulojmë këtë nga përvoja.

Le të vendosim një elektroskop të ngarkuar (me syzet e hequra) nën zilen e pompës së ajrit dhe më pas të nxjerrim ajrin nga poshtë saj. Ne do ta shohim atë në hapësirë pa ajër gjethet e elektroskopit do të vazhdojnë të sprapsin njëra-tjetrën (Fig. 14). Kjo do të thotë që ajri nuk merr pjesë në transmetimin e ndërveprimit elektrik. Atëherë me çfarë mjetesh bëhet bashkëveprimi i trupave të ngarkuar? Përgjigjen për këtë pyetje e dhanë në punimet e tyre shkencëtarët anglezë M. Faraday (1791-1867) dhe J. Maxwell (1831-1879).

Sipas mësimeve të Faraday dhe Maxwell, hapësira që rrethon një trup të ngarkuar ndryshon nga hapësira rreth trupave të paelektrizuar. Rreth trupave të ngarkuar ka një fushë elektrike. Kjo fushë përdoret për të ndërveprimin elektrik.

Fusha elektrike përfaqëson lloj i veçantë materie, e dallueshme nga materia dhe ekzistuese rreth çdo trupi të ngarkuar.

Është e pamundur ta shohësh apo ta prekësh. Rreth ekzistencës fushë elektrike mund të gjykohet vetëm nga veprimet e tij.

Eksperimentet e thjeshta na lejojnë të vendosim vetitë themelore të fushës elektrike.

1. Fusha elektrike e një trupi të ngarkuar vepron me njëfarë force mbi çdo trup tjetër të ngarkuar që gjendet në këtë fushë.

Këtë e dëshmojnë të gjitha eksperimentet mbi bashkëveprimin e trupave të ngarkuar. Kështu, për shembull, një mëngë e ngarkuar që u gjend në fushën elektrike të një shkopi të elektrizuar (shih Fig. 13) iu nënshtrua forcës së tërheqjes drejt saj.

2. Pranë trupave të ngarkuar, fusha që ata krijojnë është më e fortë dhe më larg është më e dobët.

Për ta verifikuar këtë, le t'i drejtohemi përsëri eksperimentit me një kuti fishekësh të ngarkuar (shih Fig. 13). Le të fillojmë ta afrojmë mbajtësen me kutinë e fishekut më pranë shkopit të ngarkuar. Do të shohim se ndërsa mëngja i afrohet shkopit, këndi i devijimit të fillit nga vertikali do të bëhet gjithnjë e më i madh (Fig. 15). Rritja e këtij këndi tregon se sa më afër të jetë mëngja me burimin e fushës elektrike (një shufër e elektrizuar), aq më e madhe është forca që kjo fushë vepron mbi të. Kjo do të thotë se afër një trupi të ngarkuar fusha që krijon është më e fortë se sa në një distancë.

Duhet të kihet parasysh se jo vetëm një shkop i ngarkuar vepron në një mëngë të ngarkuar me fushën e tij elektrike, por edhe mënga, nga ana tjetër, vepron në shkop me fushën e tij elektrike. Është në këtë veprim të ndërsjellë ndaj njëri-tjetrit që manifestohet ndërveprimi elektrik i trupave të ngarkuar.

Fusha elektrike manifestohet edhe në eksperimentet me dielektrikë. Kur një dielektrik vendoset në një fushë elektrike, pjesët e ngarkuara pozitivisht të molekulave të tij ( bërthamat atomike) nën ndikimin e fushës zhvendosen në një drejtim, kurse pjesët e ngarkuara negativisht (elektronet) zhvendosen në drejtimin tjetër. Ky fenomen quhet polarizim dielektrik. Është polarizimi ai që shpjegon eksperimentet më të thjeshta mbi tërheqjen e copave të lehta letre nga një trup i elektrizuar. Këto pjesë janë përgjithësisht neutrale. Sidoqoftë, në fushën elektrike të një trupi të elektrizuar (për shembull, një shufër qelqi), ato polarizohen. Në sipërfaqen e copës që është më afër shkopit, shfaqet një ngarkesë që është e kundërt në shenjë me ngarkesën e shkopit. Ndërveprimi me të çon në tërheqjen e copave të letrës në trupin e elektrizuar.

Forca me të cilën një fushë elektrike vepron në një trup (ose grimcë) të ngarkuar quhet forcë elektrike:

F el - forca elektrike.

Nën ndikimin e kësaj force, një grimcë e kapur në një fushë elektrike fiton nxitimin a, i cili mund të përcaktohet duke përdorur ligjin e dytë të Njutonit:

a = F el / m (6.1)

ku m është masa e një grimce të caktuar.

Që nga koha e Faradeit imazh grafik fushë elektrike, është zakon të përdoren linjat e forcës.

Këto janë vija që tregojnë drejtimin e forcës që vepron në këtë fushë në një grimcë të ngarkuar pozitivisht të vendosur në të. Linjat e fushës të krijuara nga një trup i ngarkuar pozitivisht janë paraqitur në Figurën 16, a. Figura 16, b tregon linjat e fushës të krijuara nga një trup i ngarkuar negativisht.

Një pamje e ngjashme mund të vërehet duke përdorur një pajisje të thjeshtë të quajtur shtëllungë elektrike. Duke i dhënë atij një ngarkesë, ne do të shohim se si të gjitha shiritat e letrës së tij shpërndahen në të anët e ndryshme dhe do të vendoset përgjatë linjat e energjisë fushë elektrike (Fig. 17).

Kur një grimcë e ngarkuar hyn në një fushë elektrike, shpejtësia e saj në këtë fushë mund të rritet ose ulet. Nëse ngarkesa e një grimce q>0, atëherë kur lëviz përgjatë vijave të forcës ajo do të përshpejtohet, dhe kur lëviz në drejtim të kundërt frenim. Nëse ngarkesa e grimcave q< 0, то все будет наоборот ее скорость будет уменьшаться при движении в направлении силовых линий и увеличиваться при движении в противоположном направлении.

1. Çfarë është një fushë elektrike? 2. Si ndryshon një fushë nga materia? 3. Listoni vetitë kryesore të fushës elektrike. 4. Çfarë tregojnë vijat e fushës elektrike? 5. Si lëviz nxitimi i një grimce të ngarkuar në një fushë elektrike? 6. Në cilin rast fusha elektrike e rrit shpejtësinë e një grimce dhe në cilin rast e zvogëlon atë? 7. Pse copat neutrale të letrës tërhiqen nga një trup i elektrizuar? 8. Shpjegoni pse, pas karikimit të sulltanit elektrik, shiritat e letrës së tij ndryshojnë në drejtime të ndryshme.

Detyrë eksperimentale. Elektrizoni krehrin në flokët tuaj, më pas prekeni në një copë të vogël leshi pambuku (push). Çfarë do të ndodhë me leshin e pambukut? Shkundni pushin nga krehja dhe, kur është në ajër, lëreni të notojë në të njëjtën lartësi duke vendosur një krehër të elektrizuar nga poshtë në një distancë të caktuar. Pse pushi pushon së rënëi? Çfarë do ta mbajë atë në ajër?

Fusha elektrike është një nga konceptet teorike, duke shpjeguar dukuritë e bashkëveprimit ndërmjet trupave të ngarkuar. Substanca nuk mund të preket, por ekzistenca e saj mund të vërtetohet, gjë që është bërë në qindra eksperimente natyrore.

Ndërveprimi i trupave të ngarkuar

Ne jemi mësuar t'i konsiderojmë teoritë e vjetruara një utopi, por njerëzit e shkencës nuk janë aspak budallenj. Sot, doktrina e Franklinit për lëngun elektrik tingëllon qesharake, fizikani i shquar Apinus i kushtoi një traktat të tërë. Ligji i Kulombit u zbulua në mënyrë eksperimentale bazuar në peshore përdredhjeje, metoda të ngjashme u përdorën nga Georg Ohm kur nxirrte të njohurën. Por çfarë fshihet pas gjithë kësaj?

Duhet të pranojmë se fusha elektrike është thjesht një teori tjetër, jo inferiore ndaj lëngut Franklin. Sot dihen dy fakte për substancën:

Faktet e deklaruara hodhën bazën për të kuptuarit modern të ndërveprimeve në natyrë dhe veprojnë si mbështetje për teorinë e ndërveprimit me rreze të shkurtër. Përveç kësaj, shkencëtarët kanë parashtruar supozime të tjera në lidhje me thelbin e fenomenit të vëzhguar. Teoria e veprimit me rreze të shkurtër nënkupton shpërndarjen e menjëhershme të forcave pa pjesëmarrjen e eterit. Duke qenë se fenomenet janë më të vështira për t'u kuptuar se një fushë elektrike, shumë filozofë i kanë quajtur këto pikëpamje idealiste. Në vendin tonë u kritikuan me sukses pushteti sovjetik, meqenëse, siç e dini, bolshevikët nuk e pëlqyen Zotin, ata përshëndetën në çdo rast idenë e ekzistencës së diçkaje "në varësi të ideve dhe veprimeve tona" (ndërsa studionin superfuqitë e Juna).

Franklin shpjegoi ngarkesat pozitive dhe negative të trupave nga teprica dhe pamjaftueshmëria e lëngut elektrik.

Karakteristikat e fushës elektrike

Fusha elektrike përshkruhet nga një sasi vektoriale - intensitet. Një shigjetë drejtimi i së cilës përkon me forcën që vepron në një pikë në një njësi ngarkesë pozitive, gjatësia e së cilës është proporcionale me madhësinë e forcës. Fizikanët e shohin të përshtatshëm përdorimin e potencialit. Sasia është skalare është më e lehtë të imagjinohet duke përdorur shembullin e temperaturës: në çdo pikë të hapësirës ka një vlerë të caktuar. Potenciali elektrik i referohet punës së bërë për të lëvizur një ngarkesë njësi nga një pikë me potencial zero në një pikë të caktuar.

Një fushë e përshkruar në mënyrën e mësipërme quhet irrotacionale. Ndonjëherë quhet potencial. Funksioni i potencialit të fushës elektrike është i vazhdueshëm dhe ndryshon pa probleme në shtrirjen e hapësirës. Si rezultat, ne zgjedhim pika me potencial të barabartë që palosin sipërfaqet. Për një sferë ngarkese njësi: objekt i mëtejshëm, fushë më e dobët(Ligji i Kulombit). Sipërfaqet quhen ekuipotenciale.

Për të kuptuar ekuacionet e Maxwell-it, kuptoni disa karakteristika fushë vektoriale:

Gradient potencial elektrik i quajtur vektor, drejtimi përkon me rritjen më të shpejtë të parametrit të fushës. Sa më shpejt të ndryshojë vlera, aq më e madhe është vlera. Gradienti drejtohet nga vlerë më të vogël potencial për më shumë:

Gradienti është pingul me sipërfaqen ekuipotenciale.
Sa më i madh të jetë gradienti, aq më afër vendndodhjes së sipërfaqeve ekuipotenciale që ndryshojnë nga njëra-tjetra për nga vlera e specifikuar potenciali i fushës elektrike.
Gradienti i mundshëm, i marrë me shenjën e kundërt, është forca e fushës elektrike.

Potenciali elektrik. Gradient "duke ngjitur përpjetë"

Divergjenca është sasi skalare, llogaritur për vektorin e forcës së fushës elektrike. Është analoge me një gradient (për vektorët), tregon shkallën e ndryshimit të një vlere. Nevoja për të futur një karakteristikë shtesë: fusha vektoriale nuk ka gradient. Prandaj, përshkrimi kërkon një analog të caktuar - divergjencë. Parametri në shënimi matematik e ngjashme me një gradient, të shënuar Letra greke nabla, përdoret për sasive vektoriale.
Rotori i fushës vektoriale quhet vorbull. Fizikisht, vlera është zero kur parametri ndryshon në mënyrë uniforme. Nëse rotori është jo zero, ndodhin kthesa të linjës së mbyllur. Fushat e mundshme tarifat me pikë sipas përkufizimit, nuk ka vorbull. Linjat e tensionit në këtë rast nuk janë domosdoshmërisht të drejta. Ata thjesht ndryshojnë pa probleme, pa formuar vorbulla. Një fushë me një rotor jo zero shpesh quhet solenoidal. Shpesh përdoret sinonimi - vorbull.
Fluksi total i vektorit përfaqësohet nga integrali i sipërfaqes së produktit të forcës së fushës elektrike dhe zonës elementare. Kufiri i madhësisë kur kapaciteti i trupit tenton në zero përfaqëson divergjencën e fushës. Koncepti i kufirit studiohet në klasat e larta shkolla e mesme, nxënësi mund të marrë një ide rreth temës së diskutimit.

Ekuacionet e Maksuellit përshkruajnë një fushë elektrike që ndryshon në kohë dhe tregojnë se në raste të tilla lind një valë. Në përgjithësi pranohet se një nga formulat tregon mungesën e izoluar ngarkesat magnetike(shtyllat). Ndonjëherë në literaturë hasim një operator të veçantë - Laplasian. Shënohet si katrori i nabla, i llogaritur për sasitë vektoriale, të përfaqësuara nga divergjenca e gradientit të fushës.

Duke përdorur këto sasi, matematikanët dhe fizikantët llogaritin fushat elektrike dhe magnetike. Për shembull, është vërtetuar: vetëm një fushë irrotacionale (ngarkesa pika) mund të ketë një potencial skalar. Janë shpikur aksioma të tjera. Fusha e vorbullës së rotorit është e lirë nga divergjenca.

Ne mund të përdorim lehtësisht aksioma të tilla si bazë për përshkrimin e proceseve që ndodhin në pajisjet reale ekzistuese. Anti-graviteti, makinë me lëvizje të përhershme do të ishte një ndihmë e mirë për ekonominë. Nëse askush nuk ka arritur të zbatojë teorinë e Ajnshtajnit në praktikë, arritjet e Nikola Teslës po studiohen nga entuziastët. Nuk ka rotor apo divergjencë.

Një histori e shkurtër e zhvillimit të fushës elektrike

Formulimi i teorisë u pasua nga punime të shumta mbi aplikimin e fushave elektrike dhe elektromagnetike në praktikë, më e famshmja prej të cilave në Rusi konsiderohet të jetë përvoja e Popov në transmetimin e informacionit përmes ajrit. U ngritën një sërë pyetjesh. Teoria harmonike e Maksuellit është e pafuqishme për të shpjeguar dukuritë e vëzhguara gjatë pasazhit valët elektromagnetike përmes mediave të jonizuara. Planck hipotezoi se energjia rrezatuese emetohet në pjesë të matura, të quajtura më vonë kuantë. Difraksioni i elektroneve individuale, i demonstruar me dashamirësi në YouTube në anglisht, u zbulua në vitin 1949 fizikantët sovjetikë. Grimca shfaqi njëkohësisht veti valore.

Kjo na tregon: performancë moderne rreth fushës elektrike konstante dhe ndryshore janë larg të qenit perfekte. Shumë njerëz e njohin Ajnshtajnin, por janë të pafuqishëm të shpjegojnë atë që zbuloi fizikani. Teoria e relativitetit të vitit 1915 lidh elektricitetin, fushë magnetike dhe gravitetit. Vërtetë, asnjë formula nuk u paraqit në formën e një ligji. Sot dihet: ka grimca që lëvizin më shpejt se përhapja e dritës. Një gur tjetër në kopsht.

Sistemet e njësive po ndryshonin vazhdimisht. GHS i prezantuar fillimisht, bazuar në punën e Gausit, nuk është i përshtatshëm. Shkronjat e para tregojnë njësitë bazë: centimetër, gram, i dyti. Madhësitë elektromagnetike shtuar në GHS në 1874 nga Maxwell dhe Thomson. BRSS filloi të përdorë ISS (metër, kilogram, sekondë) në 1948. Futja e sistemit SI (GOST 9867) në vitet 60 të shekullit të 20-të, ku forca e fushës elektrike matet në V/m, i dha fund betejave.

Duke përdorur një fushë elektrike

Akumulimi ndodh në kondensatorë ngarkesë elektrike. Rrjedhimisht, një fushë formohet midis pllakave. Meqenëse kapaciteti varet drejtpërdrejt nga madhësia e vektorit të tensionit, për të rritur parametrin, hapësira mbushet me një dielektrik.

Në mënyrë indirekte, fushat elektrike përdoren nga tubat e figurës dhe llambadarët Chizhevsky, potenciali i rrjetit kontrollon lëvizjen e rrezeve të tubave elektronikë. Pavarësisht mungesës së një teorie koherente, efektet e fushës elektrike qëndrojnë në themel të shumë imazheve.

Çfarë është një fushë elektrike?

Le të vendosim një elektroskop të ngarkuar (me syzet e hequra) nën zilen e pompës së ajrit dhe më pas të nxjerrim ajrin nga poshtë saj. Do të shohim se në hapësirën pa ajër, gjethet e elektroskopit do të zmbrapsin njëra-tjetrën (Fig. 14). Kjo do të thotë që ajri nuk merr pjesë në transmetimin e ndërveprimit elektrik. Atëherë me çfarë mjetesh bëhet bashkëveprimi i trupave të ngarkuar? Përgjigjen për këtë pyetje e dhanë në punimet e tyre shkencëtarët anglezë M. Faraday (1791-1867) dhe J. Maxwell (1831-1879).

Sipas mësimeve të Faraday dhe Maxwell, hapësira që rrethon një trup të ngarkuar ndryshon nga hapësira rreth trupave të paelektrizuar. Rreth trupave të ngarkuar ka një fushë elektrike. Me ndihmën e kësaj fushe kryhet ndërveprimi elektrik.

elektrike fushëështë një lloj i veçantë i materies, i ndryshëm nga materia dhe ekziston rreth çdo trupi të ngarkuar.

Është e pamundur ta shohësh apo ta prekësh. Ekzistenca e një fushe elektrike mund të gjykohet vetëm nga veprimet e saj.

Vetitë themelore të fushës elektrike

Eksperimentet e thjeshta na lejojnë të vendosim vetitë themelore të fushës elektrike.

1. Fusha elektrike e një trupi të ngarkuar vepron me njëfarë force mbi çdo trup tjetër të ngarkuar që gjendet në këtë fushë.

2. Pranë trupave të ngarkuar, fusha që ata krijojnë është më e fortë dhe më larg është më e dobët.

Duhet të kihet parasysh se jo vetëm një shkop i ngarkuar vepron në një mëngë të ngarkuar me fushën e tij elektrike, por edhe mënga, nga ana tjetër, vepron në shkop me fushën e tij elektrike. Është në një veprim të tillë të ndërsjellë ndaj njëri-tjetrit që ndërveprimi elektrik trupat e ngarkuar.

Fusha elektrike manifestohet edhe në eksperimentet me dielektrikë. Kur një dielektrik ndodhet në një fushë elektrike, pjesët e ngarkuara pozitivisht të molekulave të tij (bërthamat atomike) zhvendosen në një drejtim nën ndikimin e fushës, dhe pjesët e ngarkuara negativisht (elektronet) zhvendosen në drejtimin tjetër. Ky fenomen quhet polarizimi dielektrik. Është polarizimi ai që shpjegon eksperimentet më të thjeshta mbi tërheqjen e copave të lehta letre nga një trup i elektrizuar. Këto pjesë janë përgjithësisht neutrale. Sidoqoftë, në fushën elektrike të një trupi të elektrizuar (për shembull, një shufër qelqi), ato polarizohen. Në sipërfaqen e copës që është më afër shkopit, shfaqet një ngarkesë që është e kundërt në shenjë me ngarkesën e shkopit. Ndërveprimi me të çon në tërheqjen e copave të letrës në trupin e elektrizuar.

Fuqia elektrike

Forca me të cilën një fushë elektrike vepron në një trup (ose grimcë) të ngarkuar quhet forcë elektrike:

Fel- forca elektrike.

Nën ndikimin e kësaj force, një grimcë e kapur në një fushë elektrike fiton nxitim A, e cila mund të përcaktohet duke përdorur ligjin e dytë të Njutonit:

Ku mështë masa e një grimce të caktuar.

Që nga koha e Faradeit, ka qenë zakon të përdoret linjat e energjisë.

Linjat e fushës elektrike- këto janë vija që tregojnë drejtimin e forcës që vepron në këtë fushë në një grimcë të ngarkuar pozitivisht të vendosur në të. Linjat e fushës të krijuara nga një trup i ngarkuar pozitivisht janë paraqitur në Figurën 16, a. Figura 16, b tregon linjat e fushës të krijuara nga një trup i ngarkuar negativisht.

Një pamje e ngjashme mund të vërehet duke përdorur një pajisje të thjeshtë të quajtur shtëllungë elektrike. Pasi i kemi ngarkuar, do të shohim se si të gjithë shiritat e letrës do të shpërndahen në drejtime të ndryshme dhe do të vendosen përgjatë vijave të fushës elektrike (Fig. 17).

Kur një grimcë e ngarkuar hyn në një fushë elektrike, shpejtësia e saj në këtë fushë mund të rritet ose ulet. Nëse ngarkesa e një grimce q>0, atëherë kur lëviz përgjatë vijave të forcës ajo do të përshpejtohet, dhe kur lëviz në drejtim të kundërt do të ngadalësohet. Nëse ngarkesa e grimcave q<0, то все будет наоборот ее скорость будет уменьшаться при движении в направлении силовых линий и увеличиваться при движении в противоположном направлении.

Është interesante të dihet

Nga tema e sotme për fushën elektrike mësuam se ajo ekziston në hapësirën që ndodhet rreth ngarkesës elektrike.

Le të shohim se si, duke përdorur linjat e drejtimit të forcës, mund ta përshkruajmë këtë fushë elektrike duke përdorur grafikë:

Ju mund të jeni të interesuar të dini se fusha elektrike me fuqi të ndryshme veprojnë në atmosferën tonë. Nëse e konsiderojmë fushën elektrike nga pikëpamja e universit, atëherë zakonisht Toka ka një ngarkesë negative, por fundi i reve është pozitiv. Dhe grimca të tilla të ngarkuara si jonet gjenden në ajër dhe përmbajtja e tij ndryshon në varësi të faktorëve të ndryshëm. Këta faktorë varen si nga koha e vitit ashtu edhe nga kushtet e motit dhe frekuenca e atmosferës.

Dhe meqenëse atmosfera përshkohet nga këto grimca, të cilat duke qenë në lëvizje të vazhdueshme dhe të karakterizuara nga ndryshime në jone pozitive ose negative, priren të ndikojnë në mirëqenien dhe shëndetin e njeriut. Dhe gjëja më interesante është se një mbizotërim i madh i joneve pozitive në atmosferë mund të shkaktojë ndjesi të pakëndshme në trupin tonë.

Efekti biologjik i fushës elektromagnetike

Tani le të flasim me ju për efektin biologjik të EMF në shëndetin e njeriut dhe ndikimin e tij në organizmat e gjallë. Rezulton se organizmat e gjallë që janë në zonën e ndikimit të fushës elektromagnetike i nënshtrohen faktorëve të fortë të ndikimit të saj.

Ekspozimi afatgjatë ndaj një fushe elektromagnetike ka një ndikim negativ në shëndetin dhe mirëqenien e një personi. Për shembull, në një person me sëmundje alergjike, një ekspozim i tillë ndaj EMF mund të shkaktojë një sulm të epilepsisë. Dhe nëse një person qëndron në një fushë elektromagnetike për një periudhë më të gjatë, sëmundjet jo vetëm të sistemit kardiovaskular dhe nervor mund të zhvillohen, por edhe të shkaktojnë kancer.

Shkencëtarët kanë vërtetuar se aty ku ka një fushë të fortë elektrike, tek insektet mund të vërehen ndryshime në sjellje. Ky ndikim negativ mund të shfaqet në formën e agresionit, ankthit dhe uljes së performancës.

Nën ndikimin e tillë, zhvillimi jonormal mund të vërehet edhe midis bimëve. Nën ndikimin e një fushe elektromagnetike, bimët mund të ndryshojnë në madhësi, formë dhe numrin e petaleve.

Fakte interesante në lidhje me energjinë elektrike

Zbulimet në fushën e energjisë elektrike janë një nga arritjet më të rëndësishme të njeriut, sepse jeta moderne pa këtë zbulim tani është edhe e vështirë të imagjinohet.

A e dini se në disa zona të Afrikës dhe Amerikës së Jugut ka fshatra ku nuk ka ende energji elektrike? Dhe a e dini si dalin njerëzit nga kjo situatë? Rezulton se ata i ndriçojnë shtëpitë e tyre me ndihmën e insekteve të tilla si xixëllonjat. Ata mbushin kavanoza qelqi me këto insekte dhe përdorin xixëllonja për të marrë dritë.

A dini për aftësinë e bletëve për të grumbulluar një ngarkesë pozitive të energjisë elektrike gjatë fluturimit? Por lulet kanë një ngarkesë elektrike negative, dhe falë kësaj, vetë poleni i tyre tërhiqet në trupin e bletës. Por gjëja më interesante është se fusha e kontaktit të tillë midis një blete dhe një luleje, fusha elektrike e bimës ndryshon dhe, si të thuash, u jep një sinjal bletëve të tjera për mungesën e polenit në këtë bimë.

Por në botën e peshqve, gjuetarët më të famshëm elektrikë janë gjigantët. Për të neutralizuar gjahun e saj, gjemba përdor shkarkime elektrike për ta paralizuar atë.

A e dini se ngjalat elektrike kanë shkarkimin më të fortë elektrik? Këta peshq të ujërave të ëmbla kanë një tension shkarkimi aktual që mund të arrijë 800 V.

Detyrë shtëpie

1. Çfarë është një fushë elektrike?
2. Si ndryshon një fushë nga materia?
3. Listoni vetitë kryesore të fushës elektrike.
4. Çfarë tregojnë vijat e fushës elektrike?
5. Si lëviz nxitimi i një grimce të ngarkuar në një fushë elektrike?
6. Në cilin rast fusha elektrike e rrit shpejtësinë e një grimce dhe në cilin rast e zvogëlon atë?
7. Pse copat neutrale të letrës tërhiqen nga një trup i elektrizuar?
8. Shpjegoni pse, pas karikimit të sulltanit elektrik, shiritat e letrës së tij ndryshojnë në drejtime të ndryshme.

Detyrë eksperimentale.

Elektrizoni krehrin në flokët tuaj, më pas prekeni në një copë të vogël leshi pambuku (push). Çfarë do të ndodhë me leshin e pambukut? Shkundni pushin nga krehja dhe, kur është në ajër, lëreni të notojë në të njëjtën lartësi duke vendosur një krehër të elektrizuar nga poshtë në një distancë të caktuar. Pse pushi pushon së rënëi? Çfarë do ta mbajë atë në ajër?

S.V. Gromov, I.A. Rodina, Fizikë klasa e 9-të

Çfarë na lejon të themi se ka një fushë elektrike rreth një trupi të ngarkuar?

Prania e fushave të tensionit elektromagnetik dhe vorbullës.
efekti i një fushe elektrike në një ngarkesë.
përvojë e thjeshtë:
1. merrni një shkop druri dhe lidhni një mëngë të bërë nga një mbështjellës çokollate me shkëlqim me një fije mëndafshi.
2. fërkimi i dorezës në flokë ose lesh
3. sillni dorezën në mëngë - mëngja do të devijojë
kjo na lejon të pohojmë se ka një fushë elektrike rreth një trupi të ngarkuar (në këtë rast, një stilolaps)))
dikush me ndihmo ta zgjidh kete problem
http://otvet.mail.ru/question/94520561
gjithçka është në tekst)
Lidhje (electrono.ru Forca e fushës elektrike, elektrike...)
- Në hapësirën rreth një trupi të ngarkuar elektrikisht ekziston një fushë elektrike, e cila është një nga llojet e materies. Një fushë elektrike ka një furnizim me energji elektrike, e cila manifestohet në formën e forcave elektrike që veprojnë mbi trupat e ngarkuar në fushë.
Fusha elektrike paraqitet në mënyrë konvencionale në formën e linjave elektrike të forcës, të cilat tregojnë drejtimet e veprimit të forcave elektrike të krijuara nga fusha elektrike.
Linjat elektrike të forcës ndryshojnë në drejtime të ndryshme nga trupat e ngarkuar pozitivisht dhe konvergojnë në trupat me ngarkesë negative. Fusha e krijuar nga dy pllaka të sheshta paralele me ngarkesë të kundërt quhet uniforme.
Fusha elektrike mund të bëhet e dukshme duke vendosur grimca gipsi të pezulluara në vaj të lëngshëm në të: ato rrotullohen përgjatë fushës, duke u pozicionuar përgjatë vijave të saj të forcës. Një fushë uniforme është një fushë elektrike në të cilën intensiteti është i njëjtë në madhësi dhe drejtim në të gjitha pikat në hapësirë.
Wikipedia: Për të përcaktuar në mënyrë sasiore fushën elektrike, paraqitet një karakteristikë e forcës - forca e fushës elektrike - një sasi fizike vektoriale e barabartë me raportin e forcës me të cilën fusha vepron në një ngarkesë testuese pozitive të vendosur në një pikë të caktuar në hapësirë me madhësia e kësaj ngarkese. Drejtimi i vektorit të tensionit përkon në çdo pikë të hapësirës me drejtimin e forcës që vepron në ngarkesën pozitive të provës.
Fusha midis dy pllakave metalike të sheshta me ngarkesë të kundërt është afërsisht uniforme. Në një fushë elektrike uniforme, linjat e tensionit drejtohen paralelisht me njëra-tjetrën.
Karikoni veten dhe derdhni pak push nga jastëku juaj. Gjithçka do të jetë shumë e qartë.
Nëse i sillni një objekt tjetër me ngarkesë elektrike tek i pari, ai do të jetë gjithashtu elektrik. objekt i ngarkuar, atëherë mund të shihni ndërveprimin e tyre, i cili vërteton ekzistencën e një fushe elektrike.
Ju lejon të llogaritni ligjet e fizikës
Fusha elektrike është një formë e veçantë e materies që ekziston rreth trupave ose grimcave me ngarkesë elektrike, si dhe në formë të lirë në valët elektromagnetike. Fusha elektrike është drejtpërdrejt e padukshme, por mund të vërehet nga veprimi i saj dhe me ndihmën e instrumenteve. Efekti kryesor i fushës elektrike është nxitimi i trupave ose grimcave me ngarkesë elektrike.
Fusha elektrike mund të konsiderohet si një model matematikor që përshkruan vlerën e forcës së fushës elektrike në një pikë të caktuar në hapësirë. Douglas Giancoli shkroi: “Duhet theksuar se fusha nuk është një lloj lënde; ose më mirë, është një koncept jashtëzakonisht i dobishëm... Çështja e “realitetit” dhe ekzistencës së fushës elektrike është në fakt një çështje filozofike, madje edhe metafizike. Në fizikë, koncepti i fushës ka rezultuar jashtëzakonisht i dobishëm - është një nga arritjet më të mëdha të mendjes njerëzore."

Fusha elektrike është një nga komponentët e një fushe të vetme elektromagnetike dhe një manifestim i bashkëveprimit elektromagnetik.

Vetitë fizike të fushës elektrike
Aktualisht, shkenca nuk ka arritur ende një kuptim të thelbit fizik të fushave të tilla si elektrike, magnetike dhe gravitacionale, si dhe ndërveprimin e tyre me njëra-tjetrën. Deri më tani, rezultatet e efekteve të tyre mekanike në trupat e ngarkuar janë përshkruar vetëm, dhe ekziston gjithashtu një teori e valëve elektromagnetike të përshkruara nga Ekuacionet e Maxwell.

Efekti i fushës - Efekti i fushës është se kur një fushë elektrike aplikohet në sipërfaqen e një mediumi përçues elektrik, përqendrimi i bartësve të ngarkesës së lirë në shtresën e tij afër sipërfaqes ndryshon. Ky efekt qëndron në themel të funksionimit të transistorëve me efekt në terren.

Efekti kryesor i fushës elektrike është efekti i forcës mbi trupat ose grimcat e palëvizshme (në lidhje me vëzhguesin) me ngarkesë elektrike. Nëse një trup i ngarkuar është i fiksuar në hapësirë, atëherë ai nuk përshpejtohet nën ndikimin e forcës. Fusha magnetike (përbërësi i dytë i forcës së Lorencit) ushtron gjithashtu një forcë mbi ngarkesat lëvizëse.

Vëzhgimi i fushës elektrike në jetën e përditshme
Për të krijuar një fushë elektrike, është e nevojshme të krijohet një ngarkesë elektrike. Fërkoni pak dielektrik në lesh ose diçka të ngjashme, si një stilolaps plastik në flokët tuaj. Në dorezë do të krijohet një ngarkesë dhe rreth saj do të krijohet një fushë elektrike. Një stilolaps i ngarkuar do të tërheqë copa të vogla letre. Nëse fërkoni një objekt më të madh, si një brez gome, në lesh, atëherë në errësirë do të mund të shihni shkëndija të vogla që vijnë nga shkarkimet elektrike.

Një fushë elektrike ndodh shpesh pranë ekranit të televizorit kur marrësi i televizorit është i ndezur ose fikur. Kjo fushë mund të ndihet nga efekti i saj në qimet në duar ose në fytyrë.

Kujdes, vetëm SOT!