Elektrické pole je súčasťou elektromagnetického poľa. Objavuje sa okolo nabitých telies a častíc. Tento objekt je neviditeľný, ale elektrické pole možno určiť umiestnením určitého náboja. Na stanovenie kvantitatívnej hodnoty existuje pojem napätia. Toto je vektorová veličina a ukazuje, akou silou pole pôsobí na skúšobný náboj v ňom umiestnený.
Obsah
- História vzniku teórie
- Opis fyzikálneho javu
- Druhy elektrických polí
- Aplikácie
História vzniku teórie
Predtým, ako bola existencia tohto javu fyzicky dokázaná, odborníci rôznych úrovní sa pokúsili teoreticky zdôvodniť jeho vzhľad. Prvé pokusy sa uskutočnili na konci 18. storočia, keď astronóm Lagrange zaviedol pojem potenciál.
Tento indikátor charakterizuje napätie a v skutočnosti je to práca, ktorú musí pole vykonať, aby presunul náboj z nekonečna do jeho špecifického bodu. O niečo neskôr Coulomb odvodil koncept interakcie medzi nabitými časticami; pre svoje experimenty použil torznú rovnováhu.
Začiatkom 19. storočia Poisson dokázal súvislosť medzi pojmom potenciál a elektromagnetickým javom. Po 7 rokoch sa uskutočnili experimenty, ktoré ukázali vplyv prúdu pretekajúceho cez drôty na magnetickú ihlu.
Toto to dokázalo okolo vodičov vzniká elektrické pole s nemenným napätím. V téme ďalej pokračovali Om a Faraday. Faraday publikoval práce, kde opísal interakciu odlišných polí.
V praxi neskôr našla táto teória uplatnenie pri výrobe elektromotorov. O niečo neskôr boli do výpočtov fyzikov zavedené jednotky merania magnetických a elektrických polí.
Opis fyzikálneho javu
Nie je ťažké zistiť prítomnosť elektrického poľa. Na to potrebujete mať nabitú časticu a umiestniť ju na konkrétne miesto v priestore.
Ak naň začne pôsobiť elektrická sila, bude to dôkazom jej prítomnosti.
Vlastnosti poľa sú:
- neviditeľnosť;
- schopnosť interagovať iba s inými elektrickými poľami;
- má vektorový smer;
- pole môže priťahovať alebo odpudzovať;
- vždy vzniká okolo nabitých častíc;
- koncentrácia;
- heterogenita.
Na nabitú časticu umiestnenú v poli pôsobia z rôznych bodov sily, ktoré sa líšia hodnotou a smerom. Na jej určenie existuje silová charakteristika poľa, ktorá sa nazýva intenzita a označuje sa latinsky E.
Táto hodnota sa rovná pomeru sily k náboju, ktorým naňho pôsobí v určitom bode poľa. Ak je v poli súčasne umiestnených niekoľko nábojov, potom sa celková sila vypočíta ako geometrický súčet všetkých vektorov.
Druhy elektrických polí
Účinok tohto javu je možné pozorovať denne v každodennom živote. Aby ste to dosiahli, môžete si na vlasy potrieť akékoľvek dielektrikum kúskom vlny alebo plastovým hrebeňom. Výsledkom takýchto akcií bude vytvorenie náboja na objektoch a okolo nich sa objaví elektrické pole.
Existujú nasledujúce typy:
- statický;
- indukované alebo vírenie;
- stacionárne;
- magnetické.
Niektoré vlastnosti rôznych typov polí sú rovnaké, no sú medzi nimi aj značné rozdiely. Napríklad, ak je nabitá častica stacionárna, potom okolo nej existuje iba statické pole. Akonáhle sa začne pohybovať, okamžite tam bude magnetické pole. Jeho sila sa bude zvyšovať so zvyšujúcou sa rýchlosťou nabíjania.
Okrem toho sa pri pohybe magnetu objaví indukčné pole. Rozdiely sú aj medzi statickými a stacionárnymi poľami. Takže na udržanie stacionárneho stavu je potrebný neustály výdaj určitej energie, čo sa pri statických poliach nestáva.
Aplikácie
Niektoré vlastnosti elektrického poľa umožňujú jeho úspešné využitie v každodennom živote. Napríklad je schopný tvoriť ióny v kvapaline. Ponorenie elektród do kvapalného média umožňuje jeho rozdelenie na niekoľko frakcií.
Na základe týchto vlastností elektrické pole našiel uplatnenie v medicíne, chémii, akékoľvek čistenie. V medicíne napríklad ióny ovplyvňujú postihnuté miesta, čím ničia škodlivé mikroorganizmy, ktoré sa dostali do rany, a ich rýchle hojenie.
Používajú sa aj prístroje, ktoré pôsobia elektrickým poľom na jednotlivé časti tela, čo umožňuje bodové zvýšenie teploty v nich. V dôsledku hemodynamiky sa zlepšuje prietok krvi a urýchľuje sa proces hojenia.
Použitím elektrického poľa sa voda čistí v špeciálnych štruktúrach, čo je široko používané vo vodárenských organizáciách. Pod jeho vplyvom sa v sedimentačných nádržiach oddeľuje čistá voda od škodlivých nečistôt.
Rovnaká metóda používané pri výrobe ropy na odstránenie kontaminovaných látok, ktoré narúšajú jeho ďalšie spracovanie. V súčasnosti prebieha vývoj v oblasti využitia elektrického poľa na bezdrôtový prenos elektriny do rôznych zariadení.
Zároveň je v niektorých prípadoch potrebné chrániť sa pred jej účinkami. Toto je obzvlášť široko používané v elektronike, kde je potrebné chrániť jedno pole pred účinkami druhého.
