Tính chất cơ bản của điện trường là cơ tác dụng lực điện lên điện tích đặt trong nó » Tin Tức Giáo Dục Học Tập Tiny

Đối với hoàng cung ( e. g. Điện Thái Hòa ), xem hoàng cung. Đối với điện Đạo giáo ( e. g. Điện Voi Ré ), xem điện thờ .Có thể bạn quan tâm

• Cách vẽ con chuột năm 2022 đơn giản
• Tục ngữ: Đói cho sạch, rách cho thơm nói đến điều gì
• Trắc nghiệm chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật
• Canon TR4570S đánh giá
• homotel là gì – Nghĩa của từ homotel

Điện là tập hợp các hiện tượng vật lý đi kèm với sự có mặt và dịch chuyển của dòng điện tích. Trong các hiện tượng điện, các điện tích tạo ra trường điện từ mà trường này lại tác động đến các điện tích khác. Điện xuất hiện do một vài cơ chế vật lý cũng như biểu hiện ở:

• Điện tích: một tính chất của các hạt hạ nguyên tử, xác định lên tương tác điện từ giữa chúng. Vật chất mang điện tích sinh ra cũng như bị ảnh hưởng bởi trường điện từ.
• Dòng điện: là sự di chuyển hay dòng các hạt điện tích, được đo bằng ampe.
• Điện trường (xem điện tích): một trường hợp đơn giản của trường điện từ, tạo ra bởi một hạt điện tích ngay cả khi nó không chuyển động (hay không có dòng điện). Điện trường tác dụng lực lên các điện tích khác nằm lân cận. Khi điện tích chuyển động, nó còn tạo ra từ trường.
• Điện thế: khả năng của điện trường sinh công lên một hạt điện tích, được đo bằng vôn.
• Nam châm điện: dựa trên tính chất dòng điện sinh ra từ trường, và từ trường biến đổi sinh ra dòng điện cảm ứng.

Tia sét là một trong những hiện tượng kỳ lạ ấn tượng của điện .

Trong ngành kỹ thuật điện, ứng dụng của điện chính yếu gồm có :Từ thời cổ đại người ta đã biết đến và nghiên cứu và điều tra những hiện tượng kỳ lạ điện, mặc dầu kim chỉ nan về điện mới thực sự tăng trưởng từ thế kỷ 17 và 18. Tuy thế, những ứng dụng của điện trong quá trình này vẫn còn ít cho đến cuối thế kỷ 19 với sự bùng nổ của ngành kỹ thuật điện đưa nó vào ứng dụng trong công nghiệp và hoạt động và sinh hoạt hàng ngày. Sự tăng trưởng nhanh gọn của kỹ thuật và công nghệ tiên tiến điện đã làm đổi khác nền công nghiệp chạy bằng hơi nước trước đó cũng như đổi khác xã hội loài người. Tính linh động của điện được cho phép con người hoàn toàn có thể ứng dụng nó vào vô số nghành nghề dịch vụ như giao thông vận tải, ứng dụng nhiệt, chiếu sáng, viễn thông, và máy tính điện tử. Năng lượng điện thời nay trở thành xương sống trong mọi công nghệ tiên tiến văn minh. [ 1 ]Thiết bị bán dẫn đi vào ứng dụng thực tiễn khi transistorr được ý tưởng ra vào năm 1947. Nói chung mạch điện tử gồm những thiết bị bán dẫn như transistorr, chip vi giải quyết và xử lý, và RAM. Một loại RAM đặc biệt quan trọng là bộ nhớ flash được sử dụng trong những ổ USB flash và gần đây là ổ tàng trữ trạng thái rắn nhằm mục đích sửa chữa thay thế những đĩa từ quay trong những ổ đĩa cứng. Nghiên cứu thiết bị bán dẫn và thể rắn tăng trưởng can đảm và mạnh mẽ trong thập niên 1950 và 1960, khi công nghệ tiên tiến đèn điện tử chân không chuyển sang những điốt bán dẫn, transistorr, mạch tích hợp ( IC ) và LED .Thiết bị sử dụng vật tư trạng thái rắn tiên phong là thiết bị dò sợi râu mèo ( “ cat’s whisker ” detector ), dùng để thu tín hiệu vô tuyến trong thập niên 1930. Sợi râu tiếp xúc nhẹ với một tinh thể rắn ( như tinh thể germanium ) nhằm mục đích phát hiện ra tín hiệu radio trải qua hiệu ứng mối nối tiếp xúc. [ 19 ] Trong linh phụ kiện chất rắn, dòng điện bị hạn chế bởi những linh phụ kiện bán dẫn và tổng hợp linh phụ kiện nhằm mục đích bật tắt hay khuếch đại chúng. Dòng điện hoàn toàn có thể biểu lộ dưới hai dạng : những electron mang điện âm, và những ion dương bị thiếu electron gọi là những lỗ trống electron. Các điện tích và lỗ trống này được lý giải theo ngôn từ của cơ học lượng tử, và chúng là cơ sở cho sự hoạt động giải trí của những chất bán dẫn. [ 20 ] [ 21 ]Năm 1887, Heinrich Hertz [ 16 ] [ 17 ] phát hiện ra rằng khi chiếu tia cực tím vào tấm điện cực sẽ thuận tiện tạo ra sự phóng tia điện ( electric spark ) từ nó. Năm 1905 Albert Einstein công bố một bài báo nhằm mục đích lý giải những tác dụng thực nghiệm từ hiệu ứng quang điện do Hertz mày mò khi cho rằng nguồn năng lượng ánh sáng bị lượng tử hóa thành những gói rời rạc, và những gói này truyền nguồn năng lượng cho electron bật ra. Bài báo này là một trong những đột phát khai sinh ra triết lý cách mạng cơ học lượng tử. Einstein được trao Giải Nobel Vật lý năm 1921 cho “ sự tò mò của ông về hiệu ứng quang điện cũng như những nghiên cứu và điều tra nền tảng cho vật lý học ”. [ 18 ] Hiệu ứng quang điện là cơ sở cho sự hoạt động giải trí của pin Mặt Trời, những CCD trong máy ánh kỹ thuật số và nhiều ứng dụng khác .Trong khi đầu thế kỷ 19 tận mắt chứng kiến tiến trình tăng trưởng nhanh gọn của khoa học về điện, thì cuối thế kỷ 19 đã mở ra sự thôi thúc can đảm và mạnh mẽ của kỹ thuật điện. Gắn với tên tuổi của những nhà nghiên cứu như Alexander Graham Bell, Ottó Bláthy, Thomas Edison, Galileo Ferraris, Oliver Heaviside, Ányos Jedlik, William Thomson, Sir Charles Parsons, Ernst Werner von Siemens, Joseph Swan, Nikola Tesla và George Westinghouse, điện đã chuyển từ triết lý khoa học sang công cụ cơ bản cho nền văn minh tân tiến, mang đến Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai. [ 15 ]Năm 1791, Luigi Galvani công bố tò mò ra hiện tượng kỳ lạ điện từ sinh học ( bioelectromagnetics ), chứng tỏ dòng điện là môi trường tự nhiên giúp cho những tế bào thần kinh truyền tín hiệu đến những cơ. [ 13 ] Đến năm 1800, Alessandro Volta ý tưởng ra pin Volta, làm từ những tấm kẽm và đồng xếp xen kẽ nhau, mang lại cho những nhà khoa học một nguồn điện duy trì lâu hơn so với những nguồn tĩnh điện trước đó. [ 13 ] Sự nhận ra của thuyết điện từ học, trong đó thống nhất giữa những hiện tượng kỳ lạ điện và từ, là nhờ những góp phần của Hans Christian Ørsted và André-Marie Ampère trong quá trình 1819 – 1820 ; Michael Faraday ý tưởng ra động cơ điện vào năm 1821, và Georg Ohm đã triển khai nghiên cứu và phân tích bằng toán học về mạch điện vào năm 1827. [ 13 ] Điện học và từ học ( và cả ánh sáng ) ở đầu cuối được James Clerk Maxwell thống nhất lại với nhau bằng kim chỉ nan ông miêu tả trong tác phẩm “ On Physical Lines of Force ” năm 1861 và 1862. [ 14 ]Các nhà khoa học Otto von Guericke, Robert Boyle, Stephen Gray và C. F. du Fay liên tục có những điều tra và nghiên cứu sâu hơn về điện. Trong thế kỷ 18, Benjamin Franklin đã bán gia tài của mình để ông hoàn toàn có thể thực thi nhiều cuộc điều tra và nghiên cứu về điện. Tháng 6 năm 1752, ông triển khai một thí nghiệm nổi tiếng khi gắn một chìa khóa sắt kẽm kim loại vào cuối dây bị ướt của một cái diều và thả nó vào trong một cơn bão. [ 11 ] Mục đích của ông trong thí nghiệm này nhằm mục đích tìm ra sự liên hệ giữa hiện tượng kỳ lạ sét và điện. [ 12 ] Ông cũng lý giải một nghịch lý kỳ lạ vào thời đó của chai Leyden khi cho rằng nó là thiết bị lưu trữ lượng lớn những điện tích .Sự hiểu biết về điện vẫn chỉ là sự tò mò trí tuệ trong hàng nghìn năm cho đến tận quá trình 1600, khi nhà khoa học người Anh William Gilbert điều tra và nghiên cứu chi tiết cụ thể về điện học và từ học, với việc phân biệt hiệu ứng từ đá nam châm hút lodestone với hiệu ứng tĩnh điện từ hổ phách bị cọ xát. [ 6 ] Ông đưa ra thuật ngữ La Tinh mới electricus ( “ của hổ phách ” hay “ giống với hổ phách ”, xuất phát từ ήλεκτρον [ elektron ], tiếng Hy Lạp có nghĩa là “ hổ phách ” ) cho những vật có tính chất hút những vật nhỏ sau khi bị cọ xát. [ 9 ] Từ này là nguồn gốc của tiếng Anh cho từ “ electric ” và “ electricity ”, mà Open tiên phong trong bản in Pseudodoxia Epidemica của Thomas Browne năm 1646. [ 10 ]Benjamin Franklin thực thi nhiều điều tra và nghiên cứu về điện trong thế kỷ 18, như được Joseph Priestley ( 1767 ) miêu tả trong cuốn History and Present Status of Electricity, người đã có nhiều thư từ qua lại với Franklin .Các nền văn minh cổ đại quanh Địa Trung Hải đã biết 1 số ít vật, như miếng hổ phách, khi cọ xát với lông mèo hoàn toàn có thể hút được những vật nhẹ như da động vật hoang dã. Thales của Miletos đã thực thi những khảo cứu về hiện tượng kỳ lạ tĩnh điện vào khoảng chừng năm 600 TCN, mà ông cho rằng gây ma sát lên thanh hổ phách làm sinh ra nam châm hút, ngược lại với 1 số ít khoáng vật như magnetit mà không cần cọ xát. [ 6 ] [ 7 ] Thales đã không đúng khi cho rằng lực hút là do hiệu ứng tương tự như như nam châm hút, nhưng sau này khoa học đã chứng tỏ giữa từ học và điện học có mối liên hệ với nhau. Theo một triết lý gây tranh cãi, người Parthia đã có những hiểu biết về kỹ thuật mạ điện, dựa trên một mày mò vào năm 1936 về khối pin Baghdad có đặc tính giống như pin Galvani, mặc dầu người ta không chắc liệu khối pin này có thực chất tương quan đến điện hay không. [ 8 ]Một thời hạn dài trước khi có kiến thức và kỹ năng về điện, con người đã nhận thức được về những cú điện giật từ những con cá điện. Các văn liệu của người Ai Cập cổ đại có niên đại từ 2750 TCN đã đề cập đến những loài cá này với tên gọi “ thiên lôi của sông Nin ”, và miêu tả chúng như là “ kẻ bảo vệ ” tổng thể những loài cá khác. Cá điện được nhắc lại một ngàn năm sau bởi những nhà tự nhiên học và những thầy thuốc Hy Lạp cổ đại, La Mã và Ả Rập. [ 2 ] Nhiều nhà văn cổ đại như Pliny the Elder và Scribonius Largus, đã xác nhận công dụng làm tê liệt của điện giật phát ra từ cá da trơn phát điện và cá đuối điện, và biết rằng những cú giật này hoàn toàn có thể truyền qua những vật dẫn điện. [ 3 ] Các bệnh nhân bị bệnh gút hoặc đau đầu được chỉ định chạm vào cá điện để mong rằng những cú giật hoàn toàn có thể chữa trị những bệnh cho họ. [ 4 ] Có lẽ cách tiếp cận gần nhầt và sớm nhất về phát hiện ra sét và điện từ bất kể nguồn khác được cho là góp phần của người Ả Rập, vì trước thế kỷ 15 họ đã có đề cập từ sét trong tiếng Ả Rập ( raad ) để chỉ những tia chớp. [ 5 ]Bài chính : Điện tích. Xem thêm : electron, proton, và ion .
Hiện tượng vật cho hay nhận điện tử trở thành Điện tích. Khi vật nhận điện tử trở thành điện tử âm. Khi vật cho điện tử trở thành điện tử dương
Điện tích là tính chất của những hạt hạ nguyên tử, làm Open cũng như tương tác với lực điện từ, một trong bốn tương tác cơ bản của tự nhiên. Điện tích có nguồn gốc từ nguyên tử, trong đó những electron và proton ở hạt nhân mang điện tích. Nó là đại lượng bảo toàn, có nghĩa là tổng điện tích của một hệ cô lập luôn không đổi bất kể có sự biến hóa nào diễn ra trong hệ đó. [ 22 ] Trong hệ, điện tích hoàn toàn có thể truyền giữa những vật, hoặc bởi tiếp xúc trực tiếp, hoặc bởi truyền qua vật trung gian, như sợi dây ví dụ điển hình. [ 23 ] Thuật ngữ tĩnh điện tương quan đến sự xuất hiện ( hoặc ‘ mất cân đối ’ ) điện tích của một vật thể, thường xảy ra khi vật tư bị cọ xát với nhau, dẫn đến truyền điện tích từ vật này sang vật kia .

Điện tích cùng dấu trên lá vàng của điện nghiệm làm cho hai lá vàng đẩy nhau .
Sự xuất hiện của điện tích kéo theo Open lực điện từ : những điện tích công dụng lực lên lẫn nhau, một hiệu ứng đã được biết tới từ thời cổ đại, mặc dầu lúc đó người ta chưa hiểu thực chất của nó. [ 24 ] Một quả cầu nhẹ treo trên một sợi dây hoàn toàn có thể được tích điện bằng cách dùng một thanh thủy tinh mang điện tích – sau khi chà vào áo – chạm vào quả cầu. Nếu một quả cầu khác giống với nó cũng được tích điện bằng cùng thanh thủy tinh, tác dụng là hai quả cầu sẽ đẩy nhau khi đưa lại gần nhau : những điện tích đã tính năng lực lên mỗi quả cầu. Hai quả cầu được tích điện bởi cùng một mẫu hổ phách cũng đẩy nhau. Tuy nhiên, nếu một quả được tích điện từ một thanh thủy tinh, còn quả kia được tích điện từ mẫu hổ phách, thì khi đưa lại gần chúng sẽ hút nhau. Những hiện tượng kỳ lạ này đã được khảo cứu từ cuối thế kỷ 18 bởi Charles-Augustin de Coulomb, người đã mày mò ra những điện tích công dụng theo hai cách khác nhau : những vật tích điện cùng dấu sẽ đẩy nhau và những vật tích điện trái dấu sẽ hút nhau. [ 24 ] Độ lớn của lực điện từ, mặc dầu là lực đẩy hay lực hút, sẽ tuân theo định luật Coulomb, lực bằng tích của độ lớn điện tích chia cho bình phương khoảng cách giữa chúng. [ 25 ] [ 26 ] Lực điện từ rất mạnh, chỉ xếp sau tương tác mạnh, [ 27 ] nhưng có khoanh vùng phạm vi công dụng tới vô hạn trên kim chỉ nan. [ 28 ] Khi so sánh với lực yếu nhất là lực mê hoặc, lực điện từ đẩy hai electron với độ lớn gấp 1042 lần so với lực mê hoặc hút giữa chúng ở cùng một khoảng cách. [ 29 ] Các electron và proton mang điện tích trái dấu, lần lượt là điện tích âm và điện tích dương. Benjamin Franklin là người tiên phong đã quy ước ra điện tích âm và điện tích dương cho những vật mà ông thí nghiệm. [ 30 ] Lượng điện tích trên mỗi vật hay hạt được ký hiệu là Q. có đơn vị chức năng đo bằng coulomb ; [ 31 ] mỗi electron mang lượng điện tích như nhau và bằng − 1,6022 × 10 − 19 coulomb. Proton có cùng giá trị điện tích như vậy nhưng trái dấu, và bằng + 1,6022 × 10 − 19 coulomb. Điện tích là thuộc tính không riêng gì ở vật chất, mà còn ở phản vật chất, mỗi phản hạt mang cùng giá trị điện tích nhưng trái dấu so với hạt tương ứng của nó. [ 32 ] Có một số ít dụng cụ để đo điện tích, như khởi đầu những nhà khoa học sử dụng điện nghiệm lá vàng, mà vẫn còn sử dụng trong những trường học ngày này, và đã được sửa chữa thay thế bằng những điện kế điện tử đúng chuẩn hơn. [ 23 ]

Các loại điện tích

Có hai loại điện tích là điện tích âm và điện tích dương. Các vật nhiễm điện cùng loại thì đẩy nhau và khác loại thì hút nhau .

Dòng điện

Bài cụ thể : Dòng điện
Dòng điện Open khi có sự vận động và di chuyển của những điện tích, với cường độ của dòng điện được đo bằng ampere. Dòng điện hoàn toàn có thể chứa bất kể loại điện tích chuyển dời nào, mà thường gặp đó là electron, nhưng bất kể điện tích nào hoạt động cũng tạo nên dòng điện .
Vì nguyên do quy ước trong lịch sử dân tộc, chiều dương của dòng điện được định nghĩa có cùng chiều với hướng chuyển dời của những điện tích dương chứa trong nó, hoặc là hướng truyền từ phần cực dương trong mạch sang phần cực âm. Dòng điện định nghĩa theo cách này gọi là dòng điện quy ước. Trong những mạch điện tử, chiều dương của dòng điện là chiều ngược với hướng hoạt động của những electron trong mạch. [ 33 ] Tuy vậy nhờ vào vào từng điều kiện kèm theo, dòng điện hoàn toàn có thể gồm dòng những hạt điện tích chạy theo một trong hai hướng, hay thậm chí còn cả hai hướng cùng một lúc. Quy ước chiều dương, chiều âm chỉ là cho đơn giản hóa trong những trường hợp .

Hồ quang điện là một trong những bộc lộ của dòng điện nguồn năng lượng cao .
Sự dẫn điện là quy trình dòng điện truyền qua một vật tư hay thiên nhiên và môi trường, và thực chất của nó đổi khác theo loại hạt điện tích và môi trường tự nhiên dòng điện truyền qua. Ví dụ của sự truyền điện gồm có sự dẫn diện trong sắt kẽm kim loại, khi những electron chạy trong chất dẫn như sắt kẽm kim loại, và quy trình điện phân, khi những ion chạy trong chất lỏng, hoặc sự Open plasma như trong tia lửa điện. Trong khi những hạt tự chúng hoàn toàn có thể vận động và di chuyển rất nhanh, nhiều lúc tốc độ trôi ( drift velocity ) trung bình chỉ bằng vài phần của 1 milimét trên giây, [ 34 ] trong khi điện trường phát sinh từ những hạt điện tích Viral với tốc độ xê dịch vận tốc ánh sáng, được cho phép tín hiệu điện truyền một cách nhanh gọn qua sợi dây. [ 35 ] Dòng điện gây ra một vài hiệu ứng quan sát được, mà về mặt lịch sử vẻ vang trải qua những hiệu ứng này mà những nhà khoa học hoàn toàn có thể biết đến sự xuất hiện của nó và điều tra và nghiên cứu nó. Năm 1800, Nicholson và Carlisle tò mò ra sự phân ly của nước khi cho dòng điện xuất phát từ pin vônta chạy qua, quy trình này đã dẫn tới sự phát hiện ra quy trình điện phân. Công trình của họ đã được Michael Faraday lan rộng ra điều tra và nghiên cứu vào năm 1833. [ 36 ] Dòng điện chạy qua điện trở sẽ làm nóng cục bộ vật đó lên, một hiệu ứng được James Prescott Joule nghiên cứu và điều tra và diễn đạt bằng toán học vào năm 1840. [ 36 ] Một trong những mày mò quan trọng nhất, xảy ra trong trường hợp giật mình vào năm 1820, khi Hans Christian Ørsted đang sẵn sàng chuẩn bị bài giảng, ông đã thấy sợi dây điện làm hoạt động kim la bàn đặt gần nó. [ 37 ] Ông khám phá ra ngành điện từ học với phát hiện về mối liên hệ mật thiết giữa từ học và điện học. Ngoài ra, những sóng điện từ phát ra từ hồ quang điện là đủ lớn để gây ra sự giao thoa sóng điện từ, và hoàn toàn có thể làm ảnh hưởng tác động đến sự hoạt động giải trí của những thiết bị đặt gần đó. [ 38 ] Trong kỹ thuật công nghiệp hoặc ứng dụng đời sống hàng ngày, dòng điện thường được miêu tả bằng dòng điện một chiều ( DC ) hoặc dòng điện xoay chiều ( AC ). Những thuật ngữ này tương quan đến tính chất đổi khác của dòng điện theo thời hạn. Dòng điện một chiều, tạo ra từ pin và phân phối nguồn năng lượng cho đa phần những thiết bị điện tử, là dòng đơn hướng, với hướng truyền từ cực dương của mạch điện sang cực âm của mạch đó. [ 39 ] Nếu, và trong đa phần những trường hợp, dòng này chứa những electron, thì những electron sẽ vận động và di chuyển theo hướng ngược lại. Dòng điện xoay chiều là dòng có chiều dòng điện hòn đảo liên tục tuần hoàn tựa như như sóng sin. [ 40 ] Do vậy dòng xoay chiều vận động và di chuyển tới lui trong dây dẫn mà những hạt điện tích không hề vận động và di chuyển được một quãng đường nào theo thời hạn. Giá trị trung bình theo thời hạn của dòng điện xoay chiều là bằng không, nhưng nó mang nguồn năng lượng truyền đi theo một hướng, và sau đó là ngược lại. Dòng xoay chiều bị tác động ảnh hưởng bởi những tính chất điện mà không Open hay xảy ra ở dòng điện một chiều trong trạng thái dừng, như độ tự cảm và điện dung. [ 41 ] Những tính chất này trở lên quan trọng so với mạch điện khi nó ở trạng thái cung ứng nhất thời, như lần tiên phong được nạp nguồn năng lượng hay bật công tắc nguồn .

Điện trường

Bài chi tiết cụ thể : Điện trường
Xem Thêm : Trong lịch sử vẻ vang tăng trưởng của sinh giới qua những đại địa chất, ở đại nào sau đây phát sinhMichael Faraday là người tiên phong nêu ra khái niệm điện trường. Vật thể mang điện sẽ tạo ra trong khoảng trống xung quanh nó một điện trường, và làm tác động lực lên những vật thể mang điện khác nằm trong trường này. Điện trường tính năng giữa hai điện tích theo cách tựa như như trường mê hoặc công dụng giữa hai khối lượng : chúng được coi là có tầm tính năng xa vô hạn và tỷ suất nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai vật. [ 28 ] Tuy nhiên có một sự độc lạ quan trọng giữa hai trường này. Trường mê hoặc luôn luôn hút mọi vật về phía nhau, trong khi điện trường hoàn toàn có thể tính năng lực đẩy hoặc lực hút lên những điện tích, tùy thuộc vào điện tích đó là dương hay âm. Do những vật thể lớn như những hành tinh nói chung về toàn diện và tổng thể trung hòa về điện, do đó điện trường của nó ở khoảng cách lớn coi như bằng 0. Do đó trường mê hoặc thống trị ở thang khoảng cách lớn trong thiên hà, mặc dầu nó là tương tác yếu nhất trong những tương tác cơ bản. [ 29 ]

Các đường sức trường đi ra khỏi điện tích dương .
Điện trường nói chung đổi khác trong khoảng trống, [ 42 ] và cường độ của nó tại một điểm bất kể được định nghĩa là lực ( trên đơn vị chức năng điện tích ) tính năng lên một vật đứng yên có điện tích không đáng kể đặt tại điểm đó. [ 43 ] Khái niệm điện tích điểm, theo đó vật mang điện tích đủ nhỏ để điện trường tạo ra bởi điện tích điểm không gây tác động ảnh hưởng đến điện trường khảo sát và nó phải đứng yên để tránh khỏi hiệu ứng sinh ra từ trường. Khi điện trường được định nghĩa theo giải pháp lực, mà lực là một đại lượng vectơ, do vậy điện trường là một trường vectơ có độ lớn và hướng. [ 43 ] Nhánh nghiên cứu và điều tra điện trường tạo ra từ điện tích đứng yên gọi là tĩnh điện học. Trường tĩnh điện hoàn toàn có thể được minh họa bằng tập hợp những đường cong liên tục tưởng tượng mà hướng tại một điểm bất kể trên đường cong chính là hướng của điện trường tại điểm đó. Khái niệm này bắt nguồn từ Faraday, [ 44 ] mà thuật ngữ “ những đường sức ” nhiều lúc vẫn còn được sử dụng. Các đường sức trường là quỹ đạo của một hạt điện tích điểm mà nó buộc phải hoạt động theo trong điện trường ; tuy nhiên những đường sức không sống sót trong thực tiễn mà chỉ là khái niệm để cho dễ tưởng tượng, và trường thấm vào mọi khoảng chừng khoảng trống giữa những đường sức này. [ 44 ] Các đường sức có 1 số ít đặc thù quan trọng : chúng mở màn từ điện tích dương và kết thúc tại điện tích âm ; thứ hai chúng phải đi vào bất kể một vật dẫn nào dưới một góc vuông, và thứ ba chúng không khi nào cắt nhau hoặc tạo thành một vòng kín. [ 45 ] Mọi điện tích sẽ sống sót ở mặt phía ngoài của một vật rỗng. Do đó điện trường sẽ bằng không tại mọi điểm bên trong vật dẫn. [ 46 ] Đây chính là nguyên tắc hoạt động giải trí của lồng Faraday, một vỏ sắt kẽm kim loại dẫn điện được cho phép cô lập mọi thứ bên trong nó tránh khỏi ảnh hưởng tác động của điện trường bên ngoài .
Các nguyên tắc của tĩnh điện học là cơ sở quan trọng trong phong cách thiết kế những thiết bị điện áp cao. Có một ngưỡng số lượng giới hạn so với cường độ điện trường mà một môi trường tự nhiên hoàn toàn có thể chịu được. Vượt khỏi ngưỡng này, hiện tượng kỳ lạ đánh thủng điện Open và hồ quang điện gây ra những tia lửa giữa những phần tích điện. Ví dụ so với không khí, hồ quang điện giữa những khoảng chừng nhỏ với cường độ điện trường vượt hơn 30 kV trên centimét. Trên những khoảng cách lớn hơn, cường độ trở lên nhỏ hơn, xuống còn 1 kV trên centimét. [ 47 ] Hiện tượng này hay gặp trong tự nhiên nhất chính là tia sét, khi những hạt điện tích bị tách ra trong những đám mây do sự dâng cao của cột khí, làm tăng điện trường trong không khí lớn hớn ngưỡng số lượng giới hạn mà nó hoàn toàn có thể chịu được. Điện áp của những đám mây có tia sét hoàn toàn có thể cao tới 100 MV và nguồn năng lượng giải phóng tới 250 kWh. [ 48 ] Cường độ điện trường bị ảnh hưởng tác động lớn bởi những vật dẫn điện gần nó, và nó đặc biệt quan trọng mạnh khi nó bị buộc phải lượn theo những vật sắc nhọn. Nguyên lý này được ứng dụng trong những cột thu sét, cột nhọn nhằm mục đích lôi cuốn sét đánh về phía nó hơn là đánh xuống những khu công trình kiến thiết xây dựng mà nó bảo vệ. [ 49 ]

Điện thế

Bài chính: Điện thế. Xem thêm: Hiệu điện thế, Pin (điện học)

Cặp pin AA. Dấu + và – lần lượt là cực dương và cực âm của pin .
Khái niệm điện thế liên hệ mật thiết với điện trường. Một điện tích điểm đật trong điện trường sẽ chịu một lực tính năng, và cần công để chuyển dời hạt từ vị trí này đến vị trí khác trong điện trường. Điện thế tại một điểm bất kể được định nghĩa bằng nguồn năng lượng thiết yếu để đưa một hạt mang điện tích đơn vị chức năng từ xa vô tận đi chậm dần đến điểm đó. Đơn vị đo của điện thế thường bằng vôn, và 1 vôn tại một điểm là điện thế mà công minh 1 joule thiết yếu để đưa điện tích điểm có giá trị 1 coulomb từ xa vô tận đến điểm đó. [ 50 ] Định nghĩa chính thức này về điện thế trong thực tiễn lại có ít ứng dụng, và những nhà vật lý sử dụng khái niệm có ích hơn là hiệu điện thế, là nguồn năng lượng thiết yếu để chuyển dời một điện tích đơn vị chức năng giữa hai điểm xác lập trong điện trường. Điện trường có một tính chất đặc biệt quan trọng đó là tính bảo toàn, có nghĩa là nguồn năng lượng để vận động và di chuyển hạt giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng không đổi bất kể quỹ đạo của hạt giữa hai điểm đó là như thế nào chăng nữa. [ 50 ] Đơn vị vôn cũng được sử dụng cho khái niệm hiệu điện thế thường sử dụng trong trong thực tiễn .
Vì mục tiêu ứng dụng, sẽ có ích khi định nghĩa một điểm tham chiếu chung cho thống kê giám sát và so sánh điện thế. Trong khi điểm này hoàn toàn có thể là ở xa vô hạn, một điểm tham chiếu ích lợi hơn đó là mặt phẳng Trái Đất, mà được giả sử là có điện thế bằng nhau tại khắp mọi nơi. Điểm tham chiếu này do vậy mà có tên gọi tiếp địa. Các nhà vật lý giả sử bề mặt Trái Đất chứa vô hạn những điện tích âm và điện tích dương, và do đó nó không thể tích điện và xả điện thêm. [ 51 ] Điện thế là một đại lượng vô hướng, có nghĩa là nó chỉ có độ lớn và không có hướng. Điều này tựa như như định nghĩa độ cao : giống như thả một vật rơi giữa hai độ cao trong trường mê hoặc, do vậy một điện tích sẽ ‘ rơi ’ qua điện thế trong điện trường. [ 52 ] Giống như bình đồ với những đường đồng mức nối những điểm có cùng độ cao, tập hợp những đường nối những điểm có cùng điện thế ( gọi là đường đẳng điện thế ) hoàn toàn có thể vẽ ra xung quanh một vật tĩnh điện. Các đường đẳng điện thế cắt vuông góc những đường sức điện trường. Chúng cũng phải song song với mặt phẳng của vật dẫn điện, nếu không điều này sẽ sinh ra một lực làm vận động và di chuyển những điện tích tới những vị trí không đều về điện thế .
Điện trường được định nghĩa một cách hình thức bằng lực tính năng lên một đơn vị chức năng điện tích điểm, nhưng khái niệm điện thế đem lại cách định nghĩa điện trường tương tự và hữu dụng hơn đó là : điện trường là gradien cục bộ của điện thế. Với đơn vị chức năng điện trường là vôn trên mét, hướng vectơ điện trường là hướng theo đường có độ dốc lớn nhất của điện thế, và nơi những đường đẳng thế nằm gần nhau nhất. [ 53 ]

Nam châm điện

Bài cụ thể : Nam châm điện

Từ trường bao quanh dây dẫn điện .
Khám phá của Ørsted năm 1821 về từ trường sống sót xung quanh mọi phía của một dây dẫn mang dòng điện cho thấy có một mối liên hệ trực tiếp giữa điện và từ. Hơn nữa, sự tương tác có vẻ như khác so với lực mê hoặc và lực tĩnh điện, hai lực được biết đến thời đó. Lực tính năng lên kim la bàn không hướng vào hay ra xa dây dẫn điện, mà thay vào đó là tính năng vuông góc với kim la bàn. [ 37 ] Ørsted đã hiểu sai khi cho rằng điện tính năng theo chiều xoay tròn. Lực cũng phụ thuộc vào vào hướng của dòng điện, nếu dòng điện hòn đảo chiều, thì lực công dụng cũng hòn đảo ngược chiều. [ 54 ] Ørsted không hiểu rất đầy đủ mày mò của ông, nhưng ông đã quan sát thấy hiệu ứng một cách tương hỗ : dòng điện tính năng lực lên nam châm từ, và từ trường cũng tính năng lực lên dòng điện. Hiệu ứng được khảo sát kỹ hơn bởi Ampère, người tò mò ra rằng hai dây dẫn đặt song song và gần nhau cũng tính năng lực lên lẫn nhau : nếu hai dây mang dòng điện cùng chiều nhau thì sẽ hút nhau, trong khi dòng điện chạy trong hai dây ngược chiều nhau thì hai dây sẽ đẩy nhau. [ 55 ] Tương tác được truyền bởi từ trường do mỗi dòng điện tạo ra và là cơ sở cho định nghĩa đơn vị chức năng đo Ampe. [ 55 ]

Động cơ điện hoạt động giải trí dựa trên nguyên tắc quan trọng của điện từ học : dòng điện chạy qua một từ trường sẽ chịu một lực tính năng vuông góc với từ trường và dòng điện .
Mối liên hệ giữa từ trường và dòng điện là cực kỳ quan trọng, nó dẫn Michael Faraday tới ý tưởng ra động cơ điện vào năm 1821. Động cơ một cực của Faraday gồm một nam châm từ vĩnh cửu đặt trong bình chứa thủy ngân. Một dòng điện chạy qua sợi dây có treo một thanh đứng nhúng vào thủy ngân. Nam châm đặt trong bình thủy ngân tính năng một lực tiếp tuyến lên thanh đứng và sợi dây, làm cho nó quay tròn quanh nam châm từ cho tới khi còn duy trì dòng điện chạy qua sợi dây đó. [ 56 ] Năm 1831 Faraday triển khai thí nghiệm khi cho sợi dây chuyển dời theo hướng vuông góc với từ trường thì hai điểm đầu và cuối của sợi dây sẽ Open một hiệu điện thế. Phân tích sâu hơn thí nghiệm này, mà ngày này biết đến là hiện tượng kỳ lạ cảm ứng điện, được cho phép ông phát biểu thành định luật cảm ứng điện từ Faraday, rằng hiệu điện thế cảm ứng trong một mạch kín tỷ suất với vận tốc biến hóa của từ thông đi qua mạch kín đó. Khám phá này được cho phép ông là người tiên phong ý tưởng ra máy phát điện vào năm 1831, theo đó nó đổi khác cơ năng từ một đĩa đồng quay thành điện năng. [ 56 ] Mặc dù đĩa Faraday có hiệu suất thấp và không được ứng dụng thực tiễn, nhưng nó chỉ ra năng lực phát điện bằng sử dụng nam châm từ, một năng lực được hiện thực hóa nhờ khu công trình của những nhà vật lý và kỹ thuật sau này .

Mạch điện

Bài chi tiết cụ thể : Mạch điện

Một mạch điện cơ bản. Nguồn hiệu điện thế V phía trái hướng dòng điện I chạy quanh mạch, truyền tải nguồn năng lượng điện qua điện trở R. Từ điện trở, dòng điện trở lại nguồn hiệu điện thế, kết thúc một quy trình trong mạch điện .
Mạch điện là tập hợp những linh phụ kiện điện tử liên kết với nhau được cho phép điện tích chạy quanh một vòng kín ( mạch ), để triển khai nhiều tính năng hữu dụng khác nhau .
Có nhiều dạng linh phụ kiện điện tử trong mạch điện, như điện trở, tụ điện, công tắc nguồn, máy biến áp và những linh phụ kiện khác. Mạch điện tử chứa những linh phụ kiện dữ thế chủ động, thường là linh phụ kiện bán dẫn, đặc biệt quan trọng tính chất hoạt động giải trí của chúng bộc lộ tính phi tuyến, yên cầu những giải pháp nghiên cứu và phân tích mạch phức tạp. Các linh phụ kiện điện đơn thuần nhất được gọi là linh phụ kiện điện tử thụ động và tuyến tính : chúng hoàn toàn có thể trong thời điểm tạm thời tích trữ nguồn năng lượng nhưng không phải là nguồn điện, và bộc lộ hoạt động giải trí và tính chất tuyến tính khi bị kích thích. [ 57 ] Điện trở là linh phụ kiện điện tử thụ động đơn thuần nhất : như tên gọi của nó, nó cản trở dòng điện chạy qua, biến nguồn năng lượng điện thành nhiệt năng. Điện trở suất là hệ quả của điện tích hoạt động bên trong vật dẫn : ví dụ trong sắt kẽm kim loại, điện trở là do sự va chạm giữa những electron và những ion. Định luật Ohm là định luật cơ bản trong kim chỉ nan mạch điện, phát biểu rằng dòng điện chạy qua một điện trở tỷ suất thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở. Điện trở suất của hầu hết những vật tư ít đổi khác trong một khoanh vùng phạm vi nhiệt độ và cường độ dòng điện ; và những vật tư tuân theo những tính chất này được gọi là ‘ ohmic ’. Đơn vị của điện trở là ohm, đặt tên để vinh danh nhà vật lý Georg Ohm, và ký hiệu bằng vần âm Hy Lạp Ω. 1 Ω là điện trở khi áp một hiệu điện thế bằng 1 vôn giữa hai đầu điện trở bằng dòng điện 1 ampe chạy qua. [ 57 ] Xem Thêm : Top 14 váy cổ chữ v trắng tốt nhất 2022Tụ điện là linh phụ kiện có nguồn gốc từ bình Leyden và nó hoàn toàn có thể lưu được điện tích, do vậy tích trữ được nguồn năng lượng điện và tạo ra điện trường. Nó gồm hai bản cực với một lớp điện môi cách điện ở giữa ; trong ứng dụng thực tiễn, những lá sắt kẽm kim loại mỏng dính cuộn lại với nhau, làm tăng diện tích quy hoạnh mặt phẳng trên một đơn vị chức năng thể tích và do đó làm tăng điện dung. Đơn vị của điện dung là farad, đặt tên theo Michael Faraday, và có ký hiệu là F : ở đây 1 farad là điện dung giữa hai bản cực sắt kẽm kim loại tích điện 1 coulomb khi áp hiệu điện thế 1 vôn vào giữa hai bản. Tụ điện nối với nguồn hiệu điện thế bắt đầu sẽ làm cho hai bản cực tích điện trái dấu ; tuy nhiên giá trị điện tích này theo thời hạn sẽ giảm dần về 0. Vì thế tụ điện không duy trì một dòng điện 1 chiều không thay đổi, mày thay vào đó là ngăn ngừa nó. [ 57 ] Cuộn cảm là một vật dẫn điện, thường bằng dây dẫn điện với vài vòng quấn. Nó tàng trữ nguồn năng lượng trong từ trường khi có một dòng điện chạy qua. Khi dòng điện đổi khác, từ trường do nó sinh ra cũng biến hóa theo, sinh ra hiệu điện thế cảm ứng giữa hai đầu cuộn cảm. Hiệu điện thế này tỷ suất với sự biến hóa theo thời hạn của dòng điện. Hằng số tỷ suất này gọi là độ tự cảm. Đơn vị của độ tự cảm là henry, đặt tên theo Joseph Henry nhà vật lý cùng thời với Faraday. 1 henry là độ tự cảm sẽ cảm ứng ra một hiệu điện thế 1 vôn nếu dòng điện chạy qua cuộn cảm với vận tốc biến hóa bằng 1 ampe trên giây. [ 57 ] Sự hoạt động giải trí của cuộn cảm hoàn toàn có thể coi là ngược với sự hoạt động giải trí của tụ điện : nó sẽ cho dòng điện 1 chiều tự do chạy qua, nhưng sẽ chống lại sự biến hóa nhanh gọn của dòng điện ( dòng xoay chiều ví dụ điển hình ) .

Công suất điện

Bài cụ thể : Công suất điện
Công suất điện là vận tốc mà nguồn năng lượng điện được truyền tải bởi một mạch điện. Đơn vị SI của hiệu suất là watt, bằng 1 joule trên giây .
Công suất điện, giống như hiệu suất cơ học, hay tốc độ sinh công với đơn vị chức năng đo là watt, được ký hiệu bằng chữ P. Công suất điện trong đơn vị chức năng watt tạo ra bởi 1 dòng điện I chứa điện tích Q. trong thời hạn t duy trì bởi hiệu điện thế V là

P
=

Q
V

t

=
I
V

{displaystyle P={frac {QV}{t}}=IV,}
 

với

Q là điện tích đo bằng coulomb
t là thời gian đo bằng giây
I là cường độ dòng điện đo bằng ampe
V là hiệu điện thế đo bằng vôn

Công nghiệp sản xuất điện năng sử dụng những máy phát điện nhằm mục đích đổi khác những dạng nguồn năng lượng khác thành nguồn năng lượng điện, nhưng những máy phát điện hoàn toàn có thể là những nguồn hóa học như pin hoặc những nguồn nguồn năng lượng dạng khác. Điện năng thường được bán theo số kilowatt giờ ( 3,6 MJ ) chính bằng tích của hiệu suất đo theo kilowatt nhân với thời hạn tiêu thụ tính bằng giờ. Các hãng phân phối và bán điện thường dùng công tơ điện nhằm mục đích đo lượng nguồn năng lượng điện mà người mua của họ sử dụng .

Điện tử học

Bài cụ thể : Điện tử học

Các linh phụ kiện điện tử được dán lên bo mạch .
Điện tử học nghiên cứu và điều tra và ứng dụng mạch điện chứa những linh phụ kiện điện dữ thế chủ động như đèn điện tử chân không, transistor, điốt bán dẫn và vi mạch, cũng như công nghệ tiên tiến tích hợp với những linh phụ kiện bị động. Đặc tính phi tuyến của những linh phụ kiện dữ thế chủ động và năng lực trấn áp dòng electron của chúng được cho phép những linh phụ kiện này khuếch đại được tín hiệu yếu và điện tử học được ứng dụng thoáng đãng trong công nghệ tiên tiến giải quyết và xử lý thông tin, viễn thông, và giải quyết và xử lý tín hiệu. Khả năng những thiết bị điện tử hoạt động giải trí như những công tắc nguồn switch dẫn đến sự sinh ra của ngành công nghệ tiên tiến giải quyết và xử lý thông tin số. Công nghệ link những linh phụ kiện như những mạch in, công nghệ tiên tiến đóng gói …, và những hạ tầng viễn thông khác hoàn hảo tính năng của mạch và tích hợp những linh phụ kiện với nhau thành một mạng lưới hệ thống thao tác theo công dụng của nó .
Điện tử học khác với khoa học điện công nghiệp và công nghệ tiên tiến cơ điện ; mà điều tra và nghiên cứu cách sản xuất điện, truyền tải và phân phối, đổi khác dòng điện, tàng trữ, và chuyển nguồn năng lượng điện thành những dạng nguồn năng lượng khác sử dụng dây dẫn, động cơ điện, máy phát, pin, công tắc nguồn / ngắt mạch, rơ le, máy biến áp, điện trở, và những linh phụ kiện bị động khác. Sự phân biệt này khởi đầu hình thành vào năm 1906 khi Lee De Forest ý tưởng ra triode, với năng lực khuếch đại tín hiệu vô tuyến yếu và tính hiệu âm thanh yếu mà không cần thiết bị cơ học nào tương hỗ. Cho đến tận 1950 nghành nghề dịch vụ này được gọi là “ công nghệ tiên tiến vô tuyến ” chính bới những ứng dụng chính của nó là trong phong cách thiết kế và triết lý những máy truyền vô tuyến, máy thu vô tuyến, và đèn điện tử chân không .

Ngày nay, đa số các thiết bị điện tử sử dụng các linh kiện bán dẫn để điều khiển các electron. Khoa học nghiên cứu các thiết bị bán dẫn và công nghệ liên quan được xem là một nhánh của vật lý trạng thái rắn, trong khi lĩnh vực thiết kế và chế tạo các mạch điện tử nhằm giải quyết các vấn đề thực tế được nghiên cứu trong kĩ thuật điện tử.

Vô tuyến

Bài cụ thể : Vô tuyến
Các nghiên cứu và điều tra của Faraday và Ampère chứng tỏ rằng từ trường đổi khác theo thời hạn hoạt động giải trí như là nguồn của điện trường, và điện trường đổi khác theo thời hạn trở thành nguồn của từ trường. Do vậy khi một trong hai trường này đổi khác thì trường kia sẽ Open một cách cảm ứng. [ 58 ] Hiện tượng này hình thành lên dạng sóng gọi là sóng điện từ. Sóng điện từ được James Clerk Maxwell nghiên cứu và phân tích về mặt triết lý vào năm 1864. Maxwell tăng trưởng một hệ phương trình được cho phép miêu tả mối quan hệ qua lại giữa điện trường, từ trường, điện tích và dòng điện. Ông thậm chí còn còn chứng tỏ được sóng điện từ Viral với vận tốc ánh sáng, và do đó ánh sáng cũng là một dạng sóng điện từ. Lý thuyết Maxwell, trong đó thống nhất ánh sáng, những trường, và điện tích là một trong những thành tựu lớn của vật lý kim chỉ nan. [ 58 ] Cũng với những điều tra và nghiên cứu của nhiều nhà khoa học khác dẫn đến việc sử dụng những thiết bị điện tử nhằm mục đích đổi khác tín hiệu thành dòng điện giao động với tần số cao, và trải qua những ăng ten thu và phát, điện được cho phép truyền và nhận những tín hiệu vô tuyến trên khoảng cách toàn thế giới và liên hành tinh .

Source: https://thcsbevandan.edu.vn
Category : Thông tin cần biết