Propriedades e características básicas dos campos elétricos

As propriedades e características do campo elétrico são estudadas por quase todos os especialistas técnicos. Mas o curso universitário é muitas vezes escrito em uma linguagem complicada e incompreensível. Portanto, dentro do artigo, as características dos campos elétricos estarão disponíveis, para que cada pessoa possa compreendê-los. Além disso, prestaremos especial atenção aos conceitos inter-relacionados (superposição) e às possibilidades para o desenvolvimento desta esfera da física.

Informações gerais

De acordo com idéias modernas, as cargas elétricas não interagem diretamente entre si. Isso segue uma característica interessante. Assim, cada corpo carregado tem seu próprio campo elétrico no espaço circundante. Isso afeta outros assuntos. As características dos campos elétricos nos interessam, que mostram o efeito do campo sobre as cargas elétricas ea força com que é realizada. O que pode ser inferido? Corpos carregados não têm efeitos diretos mútuos. Campos elétricos são usados para isso. Como eles podem ser investigados? Para fazer isso, você pode usar uma carga de teste – um pequeno ponto de feixe de partículas, que não terá um efeito notável sobre a estrutura existente. Então, quais são as características do campo elétrico? Existem apenas três deles: tensão, tensão e potencial. Cada um deles tem suas próprias características e esferas de influência sobre as partículas.

Campo elétrico: o que é isso?

Mas antes de avançar para o assunto principal do artigo, é necessário ter uma certa quantidade de conhecimento. Se estiverem, então esta parte pode ser ignorada com confiança. Inicialmente, consideremos a causa da existência de um campo elétrico. Para que seja, você precisa de uma cobrança. Além disso, as propriedades do espaço em que reside o corpo carregado devem ser diferentes das que não existem. Aqui existe uma característica desse tipo: se você colocar uma carga em um determinado sistema de coordenadas, as mudanças ocorrerão de forma não instantânea, mas somente a uma certa velocidade. Eles, como ondas, se espalharão no espaço. Isso será acompanhado pelo aparecimento de forças mecânicas que atuam sobre outras operadoras neste sistema de coordenadas. E aqui chegamos ao principal! As forças emergentes são o resultado de uma influência não direta, mas a interação pelo meio ambiente, que mudou qualitativamente. O espaço em que essas mudanças ocorrem é chamado de campo elétrico.

Características

Uma carga localizada em um campo elétrico se move na direção da força, que atua sobre ela. É possível alcançar um estado de repouso? Sim, é bastante real. Mas, para isso, a força do campo elétrico deve equilibrar alguma outra influência. Assim que houver um desequilíbrio, a carga começa a se mover de novo. A direção neste caso dependerá de maior força. Embora, se houver muitos deles, o resultado final será algo equilibrado e universal. Para representar melhor o que tem que ser feito, as linhas de força são retratadas. Suas direções correspondem às forças atuantes. Deve-se notar que as linhas de força têm um começo e um fim. Em outras palavras, eles não se fecham. Eles começam em corpos carregados positivamente, mas terminam em negativos. Isso não é tudo, falaremos mais detalhadamente sobre as linhas de força, seus fundamentos teóricos e implementação prática, um pouco mais adiante no texto e os consideramos em conjunto com a lei Coulomb.

Força de campo elétrico

Essa característica é usada para quantificar o campo elétrico. Isso é bastante difícil de entender. Esta característica do campo elétrico (tensão) é uma quantidade física igual à razão da força de ação à carga de teste positiva, que está localizada em um certo ponto do espaço, até sua magnitude. Existe um aspecto especial. Essa quantidade física é vetor. Sua direção coincide com a direção da força, que atua sobre a carga de teste positiva. Deveria também responder a uma pergunta muito comum e notar que é tensão que é a potência característica do campo elétrico. E o que acontece com assuntos imutáveis e imutáveis? Seu campo elétrico é considerado eletrostático. O interesse na carga do ponto e a investigação da tensão são proporcionados pelas linhas de força e pela lei de Coulomb. Quais características existem?

Lei de Coulomb e linhas de força

A característica de potência do campo elétrico neste caso funciona apenas para uma carga de ponto, que está a uma distância de um certo raio dele. E se tomarmos esse valor de módulo, então teremos um campo Coulomb. Nela, a direção do vetor depende diretamente do sinal da carga. Então, se é uma vantagem, então o campo se "moverá" ao longo do raio. Na situação oposta, o vetor será direcionado diretamente para a própria carga. Para uma compreensão visual do que e como isso acontece, você pode encontrar e ler os desenhos, onde as linhas de força são retratadas. As principais características do campo elétrico nos livros didáticos, embora difíceis de explicar, mas os desenhos, devem ser creditados, são de qualidade. É verdade, deve-se notar tal característica dos livros: ao construir desenhos de linhas de força, sua densidade é proporcional ao módulo do vetor de tensão. Esta é uma pequena pista que pode ser de grande ajuda no controle de conhecimento ou exames.

Potencial

A carga sempre se move quando não há equilíbrio de forças. Isso nos diz que, neste caso, o campo elétrico possui energia potencial. Em outras palavras, pode fazer algum trabalho. Vejamos um pequeno exemplo. O campo elétrico moveu a carga do ponto A para B. Como resultado, a energia potencial do campo é reduzida. Isto é devido ao fato de que o trabalho foi feito. Essa força característica do campo elétrico não mudará se o movimento for feito sob um efeito colateral. Nesse caso, a energia potencial não diminuirá, mas aumentará. E essa característica física do campo elétrico mudará em proporção direta à força externa aplicada, que moveu a carga no campo elétrico. Deve-se notar que, neste caso, todo o trabalho realizado será gasto no aumento da energia potencial. Para entender o tópico, vamos dar uma olhada no seguinte exemplo. Então, temos uma taxa positiva. Está localizado fora do campo elétrico, o que é considerado. Devido a isso, o impacto é tão pequeno que pode ser ignorado. Existe uma força externa que traz uma carga no campo elétrico. Ela faz o trabalho necessário para se mover. Ao mesmo tempo, as forças do campo são superadas. Assim, surge o potencial das ações, mas já no próprio campo elétrico. Deve-se notar que este pode ser um indicador não uniforme. Assim, a energia, que se relaciona com cada unidade particular de carga positiva, é chamada de potencial de campo neste ponto. É numericamente igual ao trabalho que foi feito por uma força de terceiros para mover o assunto para um determinado local. O potencial do campo é medido em volts.

Voltagem

Em qualquer campo elétrico, pode-se observar como as cargas positivas "migram" de pontos com alto potencial para aqueles que possuem parâmetros baixos desse parâmetro. Negativos seguem esse caminho na direção oposta. Mas em ambos os casos isso acontece apenas por causa da energia potencial. Com isso, a tensão é calculada. Para fazer isso, é necessário conhecer o valor ao qual a energia potencial do campo se tornou menor. A tensão é numericamente igual ao trabalho que foi feito para transferir a carga positiva entre dois pontos específicos. A partir desta, pode-se citar uma correspondência interessante. Portanto, a tensão e a diferença de potencial neste caso são a mesma entidade física.

Superposição de campos elétricos

Então, consideramos as principais características do campo elétrico. Mas, para entender melhor o tópico, propomos também considerar uma série de outros parâmetros que podem ser importantes. E vamos começar com uma superposição de campos elétricos. Anteriormente, consideramos situações em que, por condição, havia apenas uma taxa específica. Mas há muitos deles nos campos! Portanto, considerando a situação abordada para a realidade, imaginemos que temos várias acusações. Então, verifica-se que o sujeito do ensaio agirá forças que estão sujeitas à regra de adição de vetores. Além disso, o princípio da superposição sugere que o movimento complexo pode ser dividido em dois ou mais simples. É impossível desenvolver um modelo realista de movimento sem levar em consideração a superposição. Em outras palavras, a partícula em consideração nas condições existentes é afetada por várias taxas, cada uma das quais possui seu próprio campo elétrico.

Use

Deve-se notar que agora as possibilidades do campo elétrico não estão sendo usadas ao máximo. Ainda mais corretamente, quase não aplicamos seu potencial. Como uma realização prática das possibilidades de um campo elétrico, pode-se trazer o candelabro Chizhevsky. Anteriormente, em meados do século passado, a humanidade começou a explorar o espaço. Mas antes dos cientistas havia muitas questões não resolvidas. Um deles é ar e seus componentes prejudiciais. Para resolver esse problema, o cientista soviético Chizhevsky, que estava simultaneamente interessado na energia característica do campo elétrico, tomou o problema. E deve-se notar que ele teve um desenvolvimento realmente bom. O dispositivo baseou-se na técnica de criação de fluxos de ar aerossico devido a pequenas descargas. Mas, dentro do quadro do artigo, nos interessamos tanto no próprio dispositivo quanto no princípio de seu funcionamento. O ponto é que o candelabro de Chizhevsky foi usado não para uma fonte de energia estacionária, mas para um campo elétrico! Para concentrar a energia, utilizaram-se capacitores especiais. Significativamente, o sucesso do dispositivo foi influenciado pelas características de energia do campo elétrico do ambiente circundante. Ou seja, este dispositivo foi projetado especificamente para nave espacial, que são literalmente recheadas com eletrônicos. Ele também se alimentou do desempenho de outros dispositivos conectados a fontes de alimentação permanentes. Note-se que a direção não foi abandonada, e a possibilidade de tirar energia do campo elétrico está sendo investigada agora. É verdade que deve notar-se que ainda não foram feitos progressos significativos. Também é necessário anotar a escala relativamente pequena da pesquisa realizada e o fato de que a maioria delas é realizada por inventores-voluntários.

Quais são as características dos campos elétricos?

Por que precisamos estudá-los? Como mencionado anteriormente, as características do campo elétrico são tensão, tensão e potencial. Na vida das pessoas comuns comuns, esses parâmetros não podem ter uma influência significativa. Mas quando há perguntas sobre o que deve ser feito algo grande e complexo, não os leve em conta – luxo inadmissível. O fato é que o número excessivo de campos eletrônicos (ou sua força excessiva) leva ao fato de que há interferência na transmissão de sinais por tecnologia. Isso leva à distorção da informação transmitida. Deve-se notar que este não é o único problema desse tipo. Além do ruído branco da tecnologia, campos eletrônicos excessivamente fortes podem afetar negativamente o trabalho do corpo humano. Deve-se notar que uma pequena ionização da sala ainda é considerada uma benção, uma vez que contribui para a sedimentação de poeira nas superfícies da habitação humana. Mas se você olhar para quantas técnicas diferentes (frigoríficos, televisores, caldeiras, telefones, sistemas elétricos, etc.) estão em nossas casas, podemos concluir que isso, infelizmente, não é útil para a nossa saúde. Deve-se notar que as baixas características dos campos elétricos quase não são prejudiciais para nós, uma vez que a humanidade há muito tempo está acostumada à radiação cósmica. Mas é tão difícil dizer sobre eletrônicos. Claro, você não poderá desistir de tudo isso, mas você pode minimizar com sucesso o impacto negativo dos campos elétricos no corpo humano. Para isso, aliás, é suficiente aplicar os princípios do uso efetivamente energeticamente eficiente da tecnologia, o que implica minimizar o tempo de operação dos mecanismos.

Conclusão

Examinamos qual quantidade física é uma característica do campo elétrico, onde é usado, qual é o potencial de desenvolvimento e aplicação deles na vida cotidiana. Mas ainda quer adicionar algumas palavras finais sobre o assunto. Deve-se notar que eles estavam interessados em um número bastante grande de pessoas. Um dos vestígios mais notáveis da história foi o famoso inventor sérvio Nikolai Tesla. Ele conseguiu alcançar um sucesso considerável a este respeito no que diz respeito à implementação do plano, mas, infelizmente, não em termos de eficiência energética. Portanto, se houver um desejo de trabalhar nessa direção – há muitas possibilidades não descobertas.