חוזק שדה: מהות ומאפיינים עיקריים

חוזק שדה: מהות ומאפיינים עיקריים
חוזק שדה: מהות ומאפיינים עיקריים
Anonim

שדה חשמלי, לפי מושגים פיזיקליים אלמנטריים, אינו אלא סוג מיוחד של סביבה חומרית המתעוררת סביב גופים טעונים ומשפיעה על ארגון האינטראקציה בין גופים כאלה במהירות סופית מסוימת ובמרחב מוגבל בהחלט.

עוצמת השדה
עוצמת השדה

הוכח מזמן ששדה חשמלי יכול להתרחש גם בגופים חסרי תנועה וגם בגופים בתנועה. הסימן העיקרי לנוכחות סוג זה של חומר הוא השפעתו על מטענים חשמליים.

אחד המאפיינים הכמותיים העיקריים של השדה החשמלי הוא המושג "חוזק שדה". במונחים מספריים, מונח זה פירושו היחס בין הכוח הפועל על מטען הבדיקה, ישירות לביטוי הכמותי של מטען זה.

E=F / q ex.

חוזק שדה בדיאלקטרי
חוזק שדה בדיאלקטרי

העובדה שהאישום הוא משפט פירושה שהוא אינו לוקח חלק ביצירת השדה הזה, וערכו כה קטן עד שאינו מוביל לכל עיוות של הנתונים המקוריים. עוצמת השדה נמדדת ב-V/m, השווה באופן מותנה ל-N/C.

אנגלית מפורסמתהחוקר M. Faraday הציג את שיטת הייצוג הגרפי של השדה החשמלי למחזוריות המדעית. לדעתו, סוג מיוחד זה של עניין ברישום צריך להיות מתואר בצורה של קווים רציפים. לאחר מכן הם החלו להיקרא "קווים של חוזק שדה חשמלי", והכיוון שלהם, בהתבסס על החוקים הפיזיקליים הבסיסיים, עולה בקנה אחד עם כיוון המתח.

קווי שדה נחוצים כדי להראות מאפיינים איכותיים של מתח כמו צפיפות או צפיפות. במקרה זה, צפיפות קווי המתח תלויה במספרם ליחידת שטח. התמונה שנוצרה של קווי השדה מאפשרת לקבוע את הביטוי הכמותי של עוצמת השדה בקטעים הבודדים שלו, כמו גם לגלות כיצד הוא משתנה.

קווי חוזק שדה חשמלי
קווי חוזק שדה חשמלי

לשדה החשמלי של דיאלקטריות יש תכונות מוזרות למדי. כפי שאתה יודע, דיאלקטריים הם חומרים שאין בהם כמעט חלקיקים טעונים חופשיים, ולכן, כתוצאה מכך, הם אינם מסוגלים להוליך זרם חשמלי. חומרים אלו כוללים, קודם כל, את כל הגזים, קרמיקה, פורצלן, מים מזוקקים, נציץ וכו'.

כדי לקבוע את עוצמת השדה בדיאלקטרי, יש להעביר דרכו שדה חשמלי. תחת פעולתו, המטענים הקשורים בדיאלקטרי מתחילים להזיז, אך הם אינם מסוגלים לעזוב את גבולות המולקולות שלהם. הכיווניות של העקירה מרמזת שבעלי מטען חיובי נעקרים לאורך כיוון השדה החשמלי, וטעונים שלילי נעקרים כנגד. בְּכתוצאה מהמניפולציות הללו, נוצר שדה חשמלי חדש בתוך הדיאלקטרי, שכיוונו מנוגד ישירות לזה החיצוני. שדה פנימי זה מחליש באופן משמעותי את החיצוני, ולכן עוצמתו של האחרון פוחתת.

חוזק השדה הוא המאפיין הכמותי החשוב ביותר שלו, שעומד ביחס ישר לכוח שבו פועל סוג מיוחד זה של חומר על מטען חשמלי חיצוני. למרות העובדה שאי אפשר לראות את הערך הזה, באמצעות ציור קווי מתח של שדה, ניתן לקבל מושג על הצפיפות והכיוון שלו במרחב.

מוּמלָץ: