Sifat dan karakteristik medan listrik dipelajari oleh hampir semua spesialis teknis. Tetapi kursus universitas sering ditulis dalam bahasa yang rumit dan tidak dapat dipahami. Oleh karena itu, dalam kerangka artikel, karakteristik medan listrik akan dijelaskan dengan cara yang dapat diakses sehingga setiap orang dapat memahaminya. Selain itu, kami akan memberikan perhatian khusus pada konsep yang saling terkait (superposisi) dan kemungkinan pengembangan bidang fisika ini.
Informasi umum
Menurut konsep modern, muatan listrik tidak berinteraksi langsung satu sama lain. Sebuah fitur menarik muncul dari ini. Jadi, setiap benda bermuatan memiliki medan listriknya sendiri di ruang sekitarnya. Ini mempengaruhi entitas lain. Karakteristik medan listrik menarik bagi kita karena menunjukkan efek medan pada muatan listrik dan gaya yang menyebabkannya. Kesimpulan apa yang bisa ditarik dari ini? Benda bermuatan tidak memiliki efek langsung timbal balik. Untuk ini, medan listrik digunakan. Bagaimana mereka bisa dieksplorasi? Untuk melakukan ini, Anda dapat menggunakan muatan uji - berkas partikel titik kecil, yang bukanakan memiliki dampak yang signifikan pada struktur yang ada. Jadi apa karakteristik medan listrik? Ada tiga dari mereka: ketegangan, ketegangan dan potensi. Masing-masing memiliki karakteristik dan bidang pengaruhnya sendiri pada partikel.
medan listrik: apa itu?
Tetapi sebelum beralih ke topik utama artikel, Anda harus memiliki sejumlah pengetahuan. Jika ya, maka bagian ini dapat dilewati dengan aman. Pertama, mari kita pertimbangkan pertanyaan tentang alasan keberadaan medan listrik. Untuk itu, diperlukan biaya. Selain itu, sifat-sifat ruang di mana benda bermuatan itu berada harus berbeda dari yang tidak ada. Ada fitur seperti itu di sini: jika muatan ditempatkan dalam sistem koordinat tertentu, maka perubahan tidak akan terjadi secara instan, tetapi hanya pada kecepatan tertentu. Mereka akan, seperti gelombang, menyebar ke luar angkasa. Ini akan disertai dengan munculnya gaya mekanik yang bekerja pada pembawa lain dalam sistem koordinat ini. Dan di sini kita sampai pada hal utama! Kekuatan-kekuatan yang muncul bukanlah hasil dari pengaruh langsung, tetapi dari interaksi melalui lingkungan yang telah berubah secara kualitatif. Ruang di mana perubahan tersebut terjadi disebut medan listrik.
Fitur
Muatan yang terletak dalam medan listrik bergerak searah dengan gaya yang bekerja padanya. Apakah mungkin untuk mencapai keadaan istirahat? Ya, itu cukup nyata. Tetapi untuk ini, kekuatan medan listrik harus diseimbangkan oleh beberapapengaruh lainnya. Segera setelah ketidakseimbangan terjadi, muatan mulai bergerak lagi. Arah dalam hal ini akan tergantung pada kekuatan yang lebih besar. Meskipun jika jumlahnya banyak, hasil akhirnya akan menjadi sesuatu yang seimbang dan universal. Untuk lebih membayangkan apa yang harus Anda kerjakan, garis-garis kekuatan digambarkan. Arah mereka sesuai dengan gaya akting. Perlu dicatat bahwa garis gaya memiliki awal dan akhir. Dengan kata lain, mereka tidak menutup diri. Mereka mulai pada benda bermuatan positif, dan berakhir pada benda negatif. Ini belum semuanya, lebih detail tentang garis-garis gaya, latar belakang teoritis dan implementasi praktisnya, kita akan berbicara sedikit lebih jauh dalam teks dan mempertimbangkannya bersama dengan hukum Coulomb.
Kekuatan medan listrik
Karakteristik ini digunakan untuk mengukur medan listrik. Ini cukup sulit untuk dipahami. Karakteristik medan listrik (kekuatan) ini adalah kuantitas fisik yang sama dengan rasio gaya aksi pada muatan uji positif, yang terletak pada titik tertentu dalam ruang, dengan nilainya. Ada satu aspek khusus di sini. Besaran fisis ini adalah vektor. Arahnya bertepatan dengan arah gaya yang bekerja pada muatan uji positif. Anda juga harus menjawab satu pertanyaan yang sangat umum dan perhatikan bahwa karakteristik kekuatan medan listrik adalah intensitasnya. Dan apa yang terjadi pada subjek yang tidak bergerak dan tidak berubah? Medan listrik mereka dianggap elektrostatik. Saat bekerja dengan muatan titik danminat dalam studi tegangan disediakan oleh garis gaya dan hukum Coulomb. Fitur apa saja yang ada di sini?
Hukum Coulomb dan garis-garis gaya
Karakteristik gaya medan listrik dalam hal ini hanya berlaku untuk muatan titik, yang terletak pada jarak radius tertentu darinya. Dan jika kita mengambil nilai modulo ini, maka kita akan memiliki bidang Coulomb. Di dalamnya, arah vektor secara langsung tergantung pada tanda muatan. Jadi, jika positif, maka medan akan "bergerak" sepanjang jari-jari. Dalam situasi yang berlawanan, vektor akan diarahkan langsung ke muatan itu sendiri. Untuk pemahaman visual tentang apa yang terjadi dan bagaimana caranya, Anda dapat menemukan dan membiasakan diri dengan gambar-gambar yang menunjukkan garis-garis gaya. Karakteristik utama medan listrik dalam buku teks, meskipun agak sulit untuk dijelaskan, tetapi gambarnya, harus diberikan haknya, berkualitas tinggi. Benar, orang harus memperhatikan fitur buku seperti itu: ketika membuat gambar garis gaya, kerapatannya sebanding dengan modulus vektor tegangan. Ini adalah petunjuk kecil yang dapat sangat membantu dalam pengendalian pengetahuan atau ujian.
Potensi
Muatan selalu bergerak ketika tidak ada keseimbangan kekuatan. Ini memberitahu kita bahwa dalam hal ini medan listrik memiliki energi potensial. Dengan kata lain, ia dapat melakukan beberapa pekerjaan. Mari kita lihat contoh kecil. Medan listrik telah memindahkan muatan dari suatu titikDan di B. Akibatnya, terjadi penurunan energi potensial medan. Itu terjadi karena pekerjaan telah selesai. Karakteristik daya medan listrik ini tidak akan berubah jika gerakan itu dilakukan di bawah pengaruh luar. Dalam hal ini, energi potensial tidak akan berkurang, tetapi meningkat. Selain itu, karakteristik fisik medan listrik ini akan berubah sebanding dengan gaya eksternal yang diterapkan, yang memindahkan muatan dalam medan listrik. Perlu dicatat bahwa dalam hal ini semua pekerjaan yang dilakukan akan dihabiskan untuk meningkatkan energi potensial. Untuk memahami topik, mari kita ambil contoh berikut. Jadi kita memiliki muatan positif. Itu terletak di luar medan listrik yang sedang dipertimbangkan. Karena ini, dampaknya sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Sebuah gaya eksternal muncul, yang memperkenalkan muatan ke dalam medan listrik. Dia melakukan pekerjaan yang diperlukan untuk bergerak. Dalam hal ini, kekuatan medan diatasi. Dengan demikian, potensial aksi muncul, tetapi sudah di medan listrik itu sendiri. Perlu dicatat bahwa ini mungkin merupakan indikator yang heterogen. Jadi, energi yang berhubungan dengan setiap unit spesifik muatan positif disebut potensial medan di titik itu. Ini secara numerik sama dengan pekerjaan yang dilakukan oleh kekuatan eksternal untuk memindahkan subjek ke tempat tertentu. Potensi medan diukur dalam volt.
Tegangan
Di medan listrik apa pun, Anda dapat mengamati bagaimana muatan positif "bermigrasi" dari titik dengan potensial tinggi ke titik yang memiliki nilai parameter ini rendah. Negatif mengikuti jalan ini ke arah yang berlawanan. Tetapi dalam kedua kasus ini hanya terjadi karena adanya energi potensial. Tegangan dihitung darinya. Untuk melakukan ini, perlu diketahui nilai energi potensial medan yang menjadi lebih kecil. Tegangan secara numerik sama dengan pekerjaan yang dilakukan untuk mentransfer muatan positif antara dua titik tertentu. Korespondensi yang menarik dapat dilihat dari ini. Jadi, tegangan dan beda potensial dalam hal ini adalah entitas fisik yang sama.
Superposisi medan listrik
Jadi, kita telah mempertimbangkan karakteristik utama medan listrik. Tetapi untuk lebih memahami topik, kami mengusulkan untuk mempertimbangkan tambahan sejumlah parameter yang mungkin penting. Dan kita akan mulai dengan superposisi medan listrik. Sebelumnya, kami mempertimbangkan situasi di mana hanya ada satu muatan khusus. Tapi ada banyak dari mereka di ladang! Oleh karena itu, mengingat situasi yang mendekati kenyataan, mari kita bayangkan bahwa kita memiliki beberapa tuduhan. Kemudian ternyata gaya-gaya yang mematuhi aturan penjumlahan vektor akan bekerja pada subjek percobaan. Juga, prinsip superposisi mengatakan bahwa gerakan kompleks dapat dibagi menjadi dua atau lebih gerakan sederhana. Tidak mungkin mengembangkan model gerak realistis tanpa memperhitungkan superposisi. Dengan kata lain, partikel yang kita pertimbangkan dalam kondisi yang ada dipengaruhi oleh berbagai muatan, yang masing-masing memiliki muatannya sendirimedan listrik.
Gunakan
Perlu dicatat bahwa sekarang kemungkinan medan listrik tidak digunakan secara maksimal. Bahkan, akan lebih tepat untuk mengatakan, potensinya hampir tidak digunakan oleh kita. Lampu gantung Chizhevsky dapat disebut sebagai implementasi praktis dari kemungkinan medan listrik. Sebelumnya, pada pertengahan abad terakhir, umat manusia mulai menjelajahi luar angkasa. Tetapi para ilmuwan memiliki banyak pertanyaan yang belum terselesaikan. Salah satunya adalah udara dan komponen berbahayanya. Ilmuwan Soviet Chizhevsky, yang pada saat yang sama tertarik pada karakteristik energi medan listrik, mengambil solusi dari masalah ini. Dan perlu dicatat bahwa dia mendapat perkembangan yang sangat bagus. Perangkat ini didasarkan pada teknik menciptakan aliran udara aeroionik karena debit kecil. Tetapi dalam kerangka artikel, kami tidak terlalu tertarik pada perangkat itu sendiri, seperti pada prinsip operasinya. Faktanya adalah bahwa untuk berfungsinya lampu gantung Chizhevsky, bukan sumber daya stasioner yang digunakan, tetapi medan listrik! Kapasitor khusus digunakan untuk memusatkan energi. Karakteristik energi medan listrik lingkungan secara signifikan mempengaruhi keberhasilan perangkat. Artinya, perangkat ini dikembangkan khusus untuk pesawat ruang angkasa, yang secara harfiah dijejali elektronik. Itu didukung oleh hasil aktivitas perangkat lain yang terhubung ke sumber daya konstan. Perlu dicatat bahwa arahnya tidak ditinggalkan, dan kemungkinan mengambil energi dari medan listrik sedang diselidiki sekarang. Kebenaran,Perlu dicatat bahwa kemajuan yang signifikan belum tercapai. Perlu juga dicatat skala penelitian yang sedang berlangsung relatif kecil, dan fakta bahwa sebagian besar dilakukan oleh penemu sukarela.
Apa karakteristik medan listrik yang terpengaruh?
Mengapa mempelajarinya? Seperti disebutkan sebelumnya, karakteristik medan listrik adalah kekuatan, tegangan, dan potensial. Dalam kehidupan orang biasa biasa, parameter ini tidak dapat membanggakan pengaruh yang signifikan. Tetapi ketika muncul pertanyaan bahwa sesuatu yang besar dan kompleks harus dilakukan, maka tidak mempertimbangkannya adalah suatu kemewahan. Faktanya adalah bahwa jumlah medan elektronik yang berlebihan (atau kekuatannya yang berlebihan) menyebabkan gangguan dalam transmisi sinyal oleh peralatan. Hal ini menyebabkan distorsi informasi yang dikirimkan. Perlu dicatat bahwa ini bukan satu-satunya masalah jenis ini. Selain white noise teknologi, medan elektronik yang terlalu kuat juga dapat berdampak negatif pada fungsi tubuh manusia. Perlu dicatat bahwa ionisasi kecil ruangan masih dianggap berkah, karena berkontribusi pada pengendapan debu di permukaan tempat tinggal manusia. Tetapi jika Anda melihat berapa banyak semua jenis peralatan (kulkas, TV, boiler, telepon, sistem tenaga, dan sebagainya) di rumah kita, kita dapat menyimpulkan bahwa, sayangnya, ini tidak baik untuk kesehatan kita. Perlu dicatat bahwa karakteristik medan listrik yang rendah hampir tidak membahayakan kita, karena untukUmat manusia telah lama terbiasa dengan radiasi kosmik. Tetapi sulit untuk mengatakan tentang elektronik. Tentu saja, tidak mungkin untuk menolak semua ini, tetapi adalah mungkin untuk berhasil meminimalkan dampak negatif medan listrik pada tubuh manusia. Untuk ini, omong-omong, cukup menerapkan prinsip-prinsip penggunaan teknologi hemat energi, yang menyediakan untuk meminimalkan waktu pengoperasian mekanisme.
Kesimpulan
Kami mengkaji besaran fisis apa yang merupakan karakteristik medan listrik, apa yang digunakan, apa potensi perkembangannya dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Tapi tetap saja saya ingin menambahkan beberapa kata terakhir tentang topik tersebut. Perlu dicatat bahwa cukup banyak orang yang tertarik pada mereka. Salah satu jejak yang paling terlihat dalam sejarah ditinggalkan oleh penemu Serbia terkenal Nikola Tesla. Dalam hal ini, ia berhasil mencapai keberhasilan yang cukup besar mengenai implementasi rencananya, tetapi, sayangnya, tidak dalam hal efisiensi energi. Oleh karena itu, jika ada keinginan untuk bekerja ke arah ini, ada banyak peluang yang belum ditemukan.
