Цахилгаан талбайн шинж чанар, шинж чанарыг бараг бүх техникийн мэргэжилтнүүд судалдаг. Гэхдээ их сургуулийн хичээлийг ихэвчлэн төвөгтэй, ойлгомжгүй хэлээр бичдэг. Тиймээс нийтлэлийн хүрээнд цахилгаан талбайн шинж чанарыг хүн бүр ойлгохын тулд хүртээмжтэй байдлаар тайлбарлах болно. Үүнээс гадна бид харилцан уялдаатай ойлголтууд (суперпозиция) болон физикийн энэ чиглэлийг хөгжүүлэх боломжуудад онцгой анхаарал хандуулах болно.
Ерөнхий мэдээлэл
Орчин үеийн ойлголтоор бол цахилгаан цэнэгүүд хоорондоо шууд харьцдаггүй. Эндээс нэгэн сонирхолтой онцлог гарч ирнэ. Тиймээс цэнэглэгдсэн бие бүр хүрээлэн буй орон зайд өөрийн гэсэн цахилгаан оронтой байдаг. Энэ нь бусад байгууллагуудад нөлөөлдөг. Цахилгаан талбайн шинж чанарууд нь тухайн талбайн цахилгаан цэнэгүүдэд үзүүлэх нөлөө, түүнийг хэрэгжүүлэх хүчийг харуулдаг тул бидний сонирхлыг татдаг. Үүнээс ямар дүгнэлт хийж болох вэ? Цэнэглэгдсэн бие нь харилцан шууд нөлөө үзүүлэхгүй. Үүний тулд цахилгаан талбайг ашигладаг. Тэднийг хэрхэн судлах вэ? Үүнийг хийхийн тулд та туршилтын цэнэгийг ашиглаж болно - жижиг цэгийн бөөмийн туяа, тийм биш юмодоо байгаа бүтцэд чухал нөлөө үзүүлнэ. Тэгэхээр цахилгаан талбайн шинж чанарууд юу вэ? Эдгээр нь хурцадмал байдал, хурцадмал байдал, боломжит гурван зүйл байдаг. Тэдгээр нь тус бүр өөрийн гэсэн шинж чанартай бөгөөд бөөмсүүдэд үзүүлэх нөлөөллийн хүрээтэй.
Цахилгаан талбар: энэ юу вэ?
Гэхдээ нийтлэлийн гол сэдэв рүү орохын өмнө тодорхой хэмжээний мэдлэгтэй байх хэрэгтэй. Хэрэв тэд байгаа бол энэ хэсгийг аюулгүйгээр алгасаж болно. Нэгдүгээрт, цахилгаан орон бий болсон шалтгааны тухай асуултыг авч үзье. Үүнийг хийхийн тулд төлбөр шаардлагатай. Түүгээр ч зогсохгүй цэнэглэгдсэн биетийн орших орон зайн шинж чанар нь байхгүй газраас ялгаатай байх ёстой. Энд ийм онцлог байдаг: хэрэв цэнэгийг тодорхой координатын системд байрлуулсан бол өөрчлөлтүүд тэр даруй биш, харин зөвхөн тодорхой хурдаар явагдана. Тэд долгион шиг сансар огторгуйд тархах болно. Энэ нь координатын систем дэх бусад зөөвөрлөгчдөд үйлчилдэг механик хүчнүүд дагалддаг. Тэгээд бид гол зүйл рүүгээ орлоо! Шинээр гарч ирж буй хүчнүүд нь шууд нөлөөллийн үр дүн биш, харин чанарын хувьд өөрчлөгдсөн хүрээлэн буй орчны харилцан үйлчлэлийн үр дүн юм. Ийм өөрчлөлт гарах орон зайг цахилгаан орон гэж нэрлэдэг.
Онцлогууд
Цахилгаан талбайд байрлах цэнэг нь түүнд үйлчлэх хүчний чиглэлд хөдөлдөг. Амрах байдалд хүрэх боломжтой юу? Тийм ээ, энэ үнэхээр бодит юм. Гэхдээ үүний тулд цахилгаан талбайн хүчийг зарим хүмүүс тэнцвэржүүлэх ёстойбусад нөлөө. Тэнцвэргүй байдал үүссэн даруйд цэнэг дахин хөдөлж эхэлдэг. Энэ тохиолдолд чиглэл нь илүү их хүчнээс хамаарна. Хэдийгээр тэдгээр нь олон байгаа бол эцсийн үр дүн нь тэнцвэртэй, бүх нийтийн зүйл байх болно. Юутай ажиллах ёстойгоо илүү сайн төсөөлөхийн тулд хүчний шугамыг дүрсэлсэн болно. Тэдний чиглэл нь ажиллаж буй хүчинтэй тохирч байна. Хүчний шугамууд нь эхлэл ба төгсгөлтэй байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Өөрөөр хэлбэл, тэд өөрсдийгөө хаадаггүй. Тэд эерэг цэнэгтэй биетүүдээс эхэлж, сөрөг биетүүдээр төгсдөг. Энэ нь бүгд биш, хүчний шугамууд, тэдгээрийн онолын үндэслэл, практик хэрэгжилтийн талаар илүү дэлгэрэнгүй, бид бичвэрт бага зэрэг ярьж, Кулоны хуулийн хамт авч үзэх болно.
Цахилгаан орны хүч
Энэ үзүүлэлтийг цахилгаан орны хэмжээг тодорхойлоход ашигладаг. Үүнийг ойлгоход нэлээд хэцүү. Цахилгаан талбайн (хүч) энэ шинж чанар нь орон зайн тодорхой цэгт байрлах эерэг туршилтын цэнэгийн нөлөөллийн хүчийг түүний утгатай харьцуулсан физик хэмжигдэхүүн юм. Энд нэг онцгой тал бий. Энэ физик хэмжигдэхүүн нь вектор юм. Түүний чиглэл нь эерэг туршилтын цэнэг дээр ажилладаг хүчний чиглэлтэй давхцдаг. Та бас нэг нийтлэг асуултанд хариулах хэрэгтэй бөгөөд цахилгаан талбайн хүч чадлын шинж чанар нь яг эрч хүч гэдгийг анхаарах хэрэгтэй. Хөдөлгөөнгүй, өөрчлөгдөөгүй субъектуудад юу тохиолдох вэ? Тэдний цахилгаан орон нь электростатик гэж тооцогддог. Цэгийн цэнэгтэй ажиллах үед болонХүчний шугам ба Кулоны хуулиар хурцадмал байдлыг судлах сонирхлыг хангадаг. Энд ямар онцлогууд байгаа вэ?
Куломын хууль ба хүчний шугам
Цахилгаан талбайн хүчний шинж чанар нь энэ тохиолдолд зөвхөн тодорхой радиусын зайд байрлах цэгийн цэнэгийн хувьд ажилладаг. Хэрэв бид энэ утгыг модулийг авбал Кулоны талбартай болно. Үүнд векторын чиглэл нь цэнэгийн тэмдгээс шууд хамаардаг. Тэгэхээр, хэрэв эерэг байвал талбар нь радиусын дагуу "хөдлөх" болно. Эсрэг тохиолдолд вектор шууд цэнэг рүү чиглэнэ. Юу болж, яаж байгааг нүдээр ойлгохын тулд та хүчний шугамыг харуулсан зургуудыг олж, танилцаж болно. Сурах бичигт цахилгаан талбайн үндсэн шинж чанаруудыг тайлбарлахад хэцүү боловч зураг дээр зохих ёсоор нь өгөх ёстой, тэдгээр нь өндөр чанартай байдаг. Номын ийм онцлог шинж чанарыг анхаарч үзэх нь үнэн: хүчний шугамын зургийг бүтээхдээ тэдгээрийн нягт нь хурцадмал векторын модультай пропорциональ байна. Энэ бол мэдлэгийн хяналт эсвэл шалгалтанд маш их тус болох жижиг зөвлөгөө юм.
Боломжтой
Хүчний тэнцвэр байхгүй үед цэнэг үргэлж хөдөлдөг. Энэ нь энэ тохиолдолд цахилгаан орон боломжит энергитэй болохыг харуулж байна. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь зарим ажлыг хийж чадна. Жижигхэн жишээг харцгаая. Цахилгаан орон цэнэгийг цэгээс хөдөлгөвМөн B. Үүний үр дүнд талбайн боломжит энерги буурч байна. Ажлаа хийчихсэн болохоор ийм юм болдог. Хөдөлгөөнийг гадны нөлөөн дор хийсэн бол цахилгаан талбайн энэ чадлын шинж чанар өөрчлөгдөхгүй. Энэ тохиолдолд боломжит энерги буурахгүй, харин нэмэгдэх болно. Түүнээс гадна цахилгаан талбайн энэ физик шинж чанар нь цахилгаан орон дахь цэнэгийг хөдөлгөж буй гадны хүчинтэй шууд пропорциональ өөрчлөгдөнө. Энэ тохиолдолд хийсэн бүх ажил нь боломжит эрчим хүчийг нэмэгдүүлэхэд зарцуулагдах болно гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Сэдвийг ойлгохын тулд дараах жишээг авч үзье. Тиймээс бид эерэг цэнэгтэй байна. Энэ нь авч үзэж буй цахилгаан талбайн гадна байрладаг. Үүнээс болж нөлөөлөл нь маш бага тул үүнийг үл тоомсорлож болно. Гадны хүч гарч ирдэг бөгөөд энэ нь цахилгаан талбарт цэнэгийг оруулдаг. Тэр хөдлөхөд шаардлагатай ажлыг хийдэг. Энэ тохиолдолд талбайн хүчийг даван туулах болно. Тиймээс үйл ажиллагааны боломж гарч ирдэг, гэхдээ аль хэдийн цахилгаан орон зайд байдаг. Энэ нь нэг төрлийн бус үзүүлэлт байж болохыг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тиймээс эерэг цэнэгийн тодорхой нэгж бүрт хамаарах энергийг тухайн цэгийн талбайн потенциал гэж нэрлэдэг. Энэ нь тухайн субьектийг өгөгдсөн газар шилжүүлэхийн тулд гадны хүчний хийсэн ажилтай тооны хувьд тэнцүү байна. Талбайн потенциалыг вольтоор хэмждэг.
Хүчдэл
Ямар ч цахилгаан талбарт эерэг цэнэгүүд өндөр потенциалтай цэгээс энэ параметрийн бага утгатай цэг рүү хэрхэн "шилжиж" байгааг ажиглаж болно. Сөрөг хүмүүс энэ замаар эсрэг чиглэлд явдаг. Гэхдээ хоёр тохиолдолд энэ нь зөвхөн боломжит энерги байгаатай холбоотой юм. Үүнээс хүчдэлийг тооцоолно. Үүнийг хийхийн тулд талбайн боломжит энерги багассан утгыг мэдэх шаардлагатай. Хүчдэл нь тодорхой хоёр цэгийн хооронд эерэг цэнэгийг шилжүүлэхийн тулд хийсэн ажилтай тэнцүү байна. Эндээс нэгэн сонирхолтой захидал харагдана. Тэгэхээр энэ тохиолдолд хүчдэл ба боломжит зөрүү нь ижил биет зүйл юм.
Цахилгаан талбайн суперпозиция
Тиймээс бид цахилгаан талбайн үндсэн шинж чанаруудыг авч үзсэн. Гэхдээ сэдвийг илүү сайн ойлгохын тулд бид чухал байж болох хэд хэдэн параметрүүдийг нэмж авч үзэхийг санал болгож байна. Мөн бид цахилгаан талбайн хэт байрлалаас эхэлнэ. Өмнө нь бид зөвхөн нэг тодорхой төлбөртэй нөхцөл байдлыг авч үзсэн. Гэхдээ тэд талбай дээр маш олон байдаг! Тиймээс бодит байдалд ойрхон нөхцөл байдлыг харгалзан үзэхэд бидэнд хэд хэдэн ял тулгаж байна гэж төсөөлье. Дараа нь вектор нэмэх дүрмийг дагаж мөрддөг хүчнүүд туршилтын субъект дээр ажиллах болно. Түүнчлэн, суперпозицийн зарчим нь нарийн төвөгтэй хөдөлгөөнийг хоёр буюу түүнээс дээш энгийн хөдөлгөөнд хувааж болно гэж хэлдэг. Хэмжээг харгалзахгүйгээр бодит хөдөлгөөний загварыг боловсруулах боломжгүй юм. Өөрөөр хэлбэл, бидний одоо байгаа нөхцөлд авч үзэж буй бөөмс нь янз бүрийн цэнэгийн нөлөөнд автдаг бөгөөд тэдгээр нь тус бүр өөрийн гэсэн байдаг.цахилгаан орон.
Ашиглах
Одоо цахилгаан талбайн боломжууд бүрэн дүүрэн ашиглагдахгүй байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тэр ч байтугай түүний боломжуудыг манайхан бараг ашигладаггүй гэж хэлэхэд илүү зөв байх. Чижевскийн лааны суурь нь цахилгаан талбайн боломжуудын бодит хэрэгжилтийг дурдаж болно. Өмнө нь буюу өнгөрсөн зууны дунд үеэс хүн төрөлхтөн сансар огторгуйг судалж эхэлсэн. Гэвч эрдэмтдэд шийдэгдээгүй олон асуулт байсан. Тэдний нэг нь агаар, түүний хортой бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм. Цахилгаан талбайн энергийн шинж чанарыг нэгэн зэрэг сонирхож байсан Зөвлөлтийн эрдэмтэн Чижевский энэ асуудлыг шийдэх ажлыг эхлүүлсэн. Тэр үнэхээр сайн хөгжсөн гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэхүү төхөөрөмж нь бага хэмжээний ялгадасаас болж аэроион агаарын урсгалыг бий болгох арга техник дээр суурилдаг. Гэхдээ нийтлэлийн хүрээнд бид төхөөрөмжийг өөрөө биш, түүний үйл ажиллагааны зарчмыг сонирхож байна. Чижевскийн лааны суурь ажиллуулахын тулд суурин эрчим хүчний эх үүсвэрийг ашиглаагүй, харин цахилгаан орон! Эрчим хүчийг төвлөрүүлэхийн тулд тусгай конденсаторуудыг ашигласан. Хүрээлэн буй орчны цахилгаан талбайн энергийн шинж чанар нь төхөөрөмжийн амжилтанд ихээхэн нөлөөлсөн. Өөрөөр хэлбэл, энэ төхөөрөмжийг цахилгаан хэрэгслээр дүүргэсэн сансрын хөлөгт зориулж тусгайлан бүтээсэн болно. Энэ нь байнгын тэжээлийн эх үүсвэрт холбогдсон бусад төхөөрөмжүүдийн үйл ажиллагааны үр дүнгээс тэжээгддэг. Энэ чиглэлийг орхигдуулаагүй бөгөөд одоо цахилгаан талбайгаас эрчим хүч авах боломжийг судалж байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй. Үнэн,Одоогоор дорвитой ахиц дэвшил гараагүй байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй. Мөн хийгдэж буй судалгааны ажлын хэмжээ харьцангуй бага, ихэнхийг нь сайн дурын зохион бүтээгчид хийж байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Цахилгаан талбайн нөлөөлөл ямар шинж чанартай вэ?
Яагаад тэднийг судлах гэж? Өмнө дурьдсанчлан, цахилгаан талбайн шинж чанарууд нь хүч чадал, хүчдэл, потенциал юм. Энгийн энгийн хүний амьдралд эдгээр үзүүлэлтүүд нь мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг гэж сайрхаж чадахгүй. Гэхдээ ямар нэг том, нарийн төвөгтэй зүйл хийх ёстой гэсэн асуулт гарч ирвэл тэдгээрийг тооцохгүй байх нь тансаг байдал юм. Баримт нь хэт олон тооны электрон талбарууд (эсвэл тэдгээрийн хэт их хүч) нь тоног төхөөрөмжөөр дохио дамжуулахад саад учруулдаг. Энэ нь дамжуулагдсан мэдээллийг гажуудуулахад хүргэдэг. Энэ нь ийм төрлийн цорын ганц асуудал биш гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Технологийн цагаан шуугианаас гадна хэт хүчтэй электрон орон нь хүний биеийн үйл ажиллагаанд сөргөөр нөлөөлдөг. Өрөөг бага зэрэг ионжуулах нь хүний орон сууцны гадаргуу дээр тоос хуримтлагдахад хувь нэмэр оруулдаг тул адислал гэж тооцогддог гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Гэхдээ манай гэрт хичнээн олон төрлийн тоног төхөөрөмж (хөргөгч, зурагт, бойлер, утас, цахилгааны систем гэх мэт) байгааг ажиглавал харамсалтай нь энэ нь бидний эрүүл мэндэд сайнаар нөлөөлдөггүй гэж дүгнэж болно. Үүнээс хойш цахилгаан талбайн бага шинж чанар нь бидэнд бараг ямар ч хор хөнөөл учруулахгүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэйХүн төрөлхтөн сансрын цацрагт эртнээс дассан. Гэхдээ электроникийн талаар хэлэхэд хэцүү. Мэдээжийн хэрэг, энэ бүхнээс татгалзах боломжгүй, гэхдээ цахилгаан талбайн хүний биед үзүүлэх сөрөг нөлөөллийг амжилттай багасгах боломжтой. Үүний тулд механизмын ажиллах хугацааг багасгах боломжийг олгодог технологийг эрчим хүчний хэмнэлттэй ашиглах зарчмуудыг хэрэгжүүлэхэд хангалттай.
Дүгнэлт
Бид цахилгаан талбайн физик хэмжигдэхүүн гэж юу болох, хаана юуг ашигладаг, бүтээн байгуулалтын боломж, тэдгээрийг өдөр тутмын амьдралд хэрэглэх зэргийг судалж үзсэн. Гэсэн хэдий ч би энэ сэдвийн талаар хэдэн үг нэмж хэлмээр байна. Тэднийг нэлээд олон хүн сонирхож байсныг тэмдэглэх нь зүйтэй. Түүхэн дэх хамгийн тод ул мөрийг Сербийн нэрт зохион бүтээгч Никола Тесла үлдээжээ. Үүний тулд тэрээр төлөвлөгөөгөө хэрэгжүүлэхэд ихээхэн амжилтанд хүрч чадсан боловч харамсалтай нь эрчим хүчний хэмнэлтийн хувьд биш юм. Тиймээс энэ чиглэлээр ажиллах хүсэл байгаа бол нээгдээгүй олон боломж бий.
