전기장

충전된 물체는 주변 공간에서 전기장을 생성합니다. 예를 들어 Gauss의 법칙에 따르면 원산지에 있는 포인트 충전 Q는 전기장을 생성합니다.

(방정식 1)

전하로부터 의 거리 r이 있는 공간의 어느 지점에서나(원산지 r =0) 및 전기장의 방향은 방사형 방향을 따라(Q가 양수인 경우 전하로부터 멀리, Q가 음수인 경우 전하쪽으로). 중첩 원리에 따라 총 전기장을 생성하겠으며, 즉 총 전기장은 개별 충전에 의해 생성된 전기장의 벡터 합이다. 총 충전 Q가 있는 균일하게 충전된 구의 경우, 구 외부에서 생산되는 전기장은 구의 중앙에 있는 포인트와 같은 충전 Q로 인해 전기장(수학식 1에의해 주어짐)과 동일하지만 구 내부의 전기장은 0이 된다.

벡터 필드 라인을 추적하기 위해 전기장의 로컬 방향을 따르는 경우, 이러한 라인(접선은 전기장의 로컬 방향을 반영하고, 라인의 밀도가 로컬 전기장의 강도를 반영함)로 알려져 있다. 전기장의 분포와 방향을 시각화하는 데 도움이 되는 가상의 라인입니다.

전기장은 전기 전위와 밀접한 관련이 있습니다. 전기장은 필드의 방향을 따라 잠재적 인 낙하 (또는 "전압 강하")를 생성합니다. 반대로 전기장을 생성하는 편리한 방법은 잠재적 인 차이를 적용하는 것입니다. 예를 들어, 두 개의 서로 다른 전압이 두 개의 분리된 도체(또는 도체에 가해지는 무제로 전압)에 적용된 경우 다른 도체를 제로 전압으로 "접지"하는 동안), 두 도체 사이의 공간에서 전기장이 더 높은 전압 컨덕터에서 하전압 컨덕터로 방향을 가리키는 경우 생성된다.

전기장(E)이 힘을 발휘하고,

요금 (q)에. 힘의 방향은 양수 q용 전기장과 같으며, 음수 q용 전기장과 반대된다. 이동전전을 포함하는 도체(예: 금속)가 전기장에 배치되면, 전기장은 전기장 방향으로 양전하 "다운스트림"을 밀어 내고 전장의 방향과 반대되는 음전하(예: 업스트림)를 당겨 도체의 경계(표면)에 전하가 축적되고 더 이상 움직일 수 없다. 이로 인해 전기장에서 도체에서 음수 및 양성 전하가 분리되어 전기장에 의한 "편광"이라고도 합니다. 전도체보다 전하가 훨씬 적은 절연체의 경우에도 전기장에서 부분적인 "편광"(음수 및 양전한 전하가 약간 변위되는 경우)이 발생할 수 있습니다. 전기장은 네거티브에서 필드의 방향에 부합하는 양전으로 변위를 만들려고 합니다. 전기장이 공간적으로 불균일하여 분리된 양전및 음전하의 힘이 취소되지 않도록 하면, 편광된 물체에 그물 힘이 가해지는 것이다.

단계 1.4의 경우, 분말은 도 3에도시된 바와 같이 전극 사이의 선 패턴을 형성하기 시작합니다. 이는 분말이 편광되어 전기장과 일치하기 때문입니다. 그들은 또한 필드가 강한 곳으로 끌린다, 즉 긍정적 인 전극에 가까운. 오일은 매우 점성이 있기 때문에 분말은 현저하게 움직이지 않습니다. 분말의 패턴은 "전기 장 선"을 시각화합니다.

도 3: 도 1에대응하는 전하 전극에 의해 생성된 전극에 맞추어 분말, 오일에 의해 형성될 수 있는 대표적인 라인 패턴을 보여주는 다이어그램. 라인 패턴은 전기장 라인을 반영하고 전기장을 시각화합니다.

1.7단계의 경우, 센터 링 외부의 분말("+" 전극에 의해 만들어진)은 도 4에도시된 바와 같이 방사형 선 패턴을 형성한다. 이는 내부 링 외부에 전기장이 존재한다는 것을 나타냅니다. 그러나 내부 링 내부의 분말은 무작위로 나타나고 정렬 된 패턴을 형성하지 않습니다. 이는 링 내부의 전기장이 약 0이라는 사실을 반영합니다.

도 4: 도 2에대응하는 전극에 의해 생성된 전장에 대응하여 오일의 분말에 의해 형성되는 대표적인 라인 패턴을 보여주는 다이어그램. 라인 패턴은 전기장 라인을 반영하고 전기장을 시각화합니다. 내부 링 내부의 분말의 무작위 분포(라인 패턴 의 부족)는 전기장의 정렬 부족 또는 충분한 강도의 부족을 반영한다.

2.3 및 2.4 단계의 경우 탄산음료 캔과 종이 스트립모두 고하봉쪽으로 이동합니다. 이는 소다 캔과 종이 스트립이 전기장에 의해 편광되고 전기장이 막대에 더 가깝고 막대에서 더 멀리 약하기 때문입니다. 따라서, 로드에 가까워지기 위해 전기장에 의해 당겨진 전하는, 막대에서 밀려난 반대의 전하에 비해 더 강한 힘에 의해 당겨진다. 이것은 막대를 향한 그물 매력적인 힘을 생성합니다.

이 실험에서는 전기장 선과 일치하는 오일에 전기 분말을 사용하여 전기장을 시각화했습니다. 또한 전장이 강한 전기장의 원천인 막대쪽으로 극성 물체를끌어들이기 위해 전하봉에 의해 생성된 전기장의 효과를 입증했습니다.

전기장은 유비쿼터스입니다. 전하 또는 전압(전기 전위) 차이가 있을 때마다 전기장이 있습니다. 전기장은 모든 회로에서 전류를 형성하기 위해 전하(보통 전자)를 밀어낼 힘을 제공합니다. 전기장은 또한 건조한 기후에서 우리가 보고 경험하는 불꽃 (일반적으로 겨울 시간)에 대한 책임이 있습니다. 특정 작용(예: 스웨터를 제거할 때 스웨터를 문지르면)이 충분한 충전량을 생성하고 충분히 강한 전기장을 생성할 때, 이 필드는 공기 중의 과도 전기 전도를 유발할 수 있습니다(전기장이 공기 분자를 편화할 뿐만 아니라 공기 분자에서 전자를 찢어버릴 정도로 강한 "전기 고장"이라고도 합니다. , 그리고 불꽃을 일으킬 수 있습니다.

실험의 저자는 게리 허드슨의 재료 준비에 대한 도움을 인정하고 비디오의 단계를 시연하기위한 Chuanhsun 리.