Электрическое поле и его основные свойства
Электрическое поле – это физическое поле, окружающее каждый электрический заряд и оказывающее силовое воздействие на все другие заряды.
Основные свойства электрического поля:
- Электрическое поле материально, то есть оно существует независимо от знаний человека.
- Электрическое поле создается электрическими зарядами.
- Электрическое поле обнаруживается благодаря взаимодействию заряженных тел.
- Электрическое поле действует на электрические заряды с некоторой силой.
- Электрическое поле невидимо, но может быть обнаружено при помощи специальных приборов.
- Электрическое поле - составляющая единого электромагнитного поля.
- Для количественного определения вводится силовая характеристика - напряженность электрического поля.
Напряженность электрического поля – это физическая величина, равная отношению силы, с которой поле действует на пробный положительный заряд, к величине этого заряда.
К важным параметрам электрического поля относятся напряжение и потенциал. Потенциал представляет собой отношение потенциальной энергии заряженного тела в электростатическом поле к величине данного заряда и является энергетической характеристикой электрического поля. Электроны и прочие элементарные частицы всегда осуществляют свое движение от точки, которая обладает более высоким потенциалом, к точкам с более низким, при этом часть энергии затрачивается на перемещение. Для того, чтобы поддерживать упорядоченное движение заряженных тел, на концах проводника должна поддерживаться разница потенциалов - напряжение. Чем больше данная разница, тем мощнее электрический ток на участке. Задача по поддержанию необходимой разницы потенциалов решается источниками энергии.
Применение электрического поля в электротехнике
Сфера применения электрического поля достаточно широка, основными из направлений являются:
- Медицина.
- Химия.
- Электротехника.
Влияние электрического поля на некоторые участки человеческого тела способствуют повышению его температуры. Данное явление нашло свое применение в медицине. Специальные аппараты оказывают воздействие электрическим полем на участки тела человека, что в свою очередь становится причиной улучшения кровообращения и ускорения заживления тканей. В химической промышленности свойства электрического поля используются для разделения жидкостей. В частности, при воздействии электрического поля нефть очищается от загрязняющих компонентов. Также оно может быть использовано для обработки в процессе фильтрации воды, что значительно дешевле, чем применение сменных картриджей.
Благодаря электрическому полю был разработан способ беспроводной передачи электричества от источника потребителю. В настоящее время уже есть технология, позволяющая заряжать мобильные телефоны, без использования гибкого кабеля, который вставляется в специальный разъем телефона. Однако, пока он не позволяет передавать электроэнергию на значительное расстояние.
При выполнении разнообразных электромонтажных работ используется индикаторная светодиодная отвертка, функционирующая на основе схемы полевого транзистора. Одна из ее функции заключается в реагировании на электрическое поле. При приближении пробника к фазному проводу индикатор начинает светиться, а фактического касания с токопроводящей жилой не происходит, она способна реагировать на поле даже сквозь изоляцию. Это позволяет обнаруживать токопроводящие провода в стенах и определять точки разрыва.
Еще одним применением электрического поля в электротехнике является разработка МДП-транзисторов. Принцип их работы основывается на изменении проводимости благодаря воздействию электрического поля на полупроводник. Во всех современных электронных приборах имеется составляющая, которая функционирует благодаря электрическому полю - конденсатор. В данном устройстве заряды удерживаются на обкладках, разделенных диэлектриком, благодаря электрическому полю.
В некоторых случаях свойства электрического поля бывает необходимо нейтрализовать, так как оно способно электризовать предметы, оказавшиеся в зоне его действия, тем самым создавая препятствия для нормальной работы радиоэлектронной аппаратуры. Накопленное статическое электричество часто является причиной выхода из строя полевых транзисторов и интегральных микросхем.
Отдаленными перспективами использования электрического поля являются создание коммуникаций быстрее скорости света, перемещение между червоточинами, а также телепортация физических объектов
