Champs électriques

Physics II

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Overview

Source : Yong P. Chen, PhD, département de physique & astronomie, Faculté des sciences, Université de Purdue, West Lafayette, Indiana

Un champ électrique est généré par un objet chargé (dénommé la charge source) dans l’espace qui l’entoure et représente la capacité d’exercer une force électrique sur un autre objet chargé (dénommé la charge d’essai). Représenté par un vecteur à un moment donné dans l’espace, le champ électrique est la force électrique par unité test charge placé à cet endroit (la force sur une accusation arbitraire serait l’accusation fois le champ électrique). Le champ électrique est fondamental pour l’électricité et les effets des charges, et il est aussi étroitement lié à d’autres grandeurs importantes telles que la tension électrique.

Cette expérience va utiliser des poudres électrifiées dans une huile qui s’alignent avec les champs électriques produits par les électrodes chargées de visualiser les lignes de champ électrique. Cette expérience montrera également comment un champ électrique peut induire des frais et comment les frais de répondent au champ électrique en observant l’effet d’une baguette chargée sur une canette de soda à proximité.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Notions essentielles de physique II. Champs électriques. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Principles

Un objet chargé produit un champ électrique dans l’espace environnant. Par exemple, conformément à la Loi de Gauss, une charge ponctuelle Q située à l’origine produit un champ électrique :

Equation 1(Équation 1)

à n’importe quel point dans l’espace avec une distance r de l’accusation (à l’origine r = 0), et la direction du champ électrique va dans le sens radial (loin de la charge si Q est positif et vers la charge si Q est négatif). Une collection de frais produirait un champ électrique total selon le principe de superposition, à savoir le champ électrique total est la somme vectorielle des champs électriques produites par les charges individuelles. Pour une sphère uniformément chargée avec charge totale Q, le champ électrique produit en dehors de la sphère est le même que le champ électrique (donné par l’équation 1) en raison d’une charge ponctuelle Q située au centre de la sphère, alors que le champ électrique à l’intérieur de la sphère est nul.

Si l'on suit la direction locale du champ électrique à tracer sur le champ de vecteurs lignes, ces lignes (dont la tangente reflète la direction locale du champ électrique et la densité des lignes reflète la force du champ électrique local) sont appelées « lignes de champ électrique ». Ce sont des lignes fictives qui aident à visualiser la distribution et l’orientation des champs électriques.

Un champ électrique est étroitement apparenté aux électrique potentiel. Un champ électrique produirait un potentiel drop (ou « chute de tension ») le long de la direction du champ. À l’inverse, un moyen pratique pour générer un champ électrique est d’appliquer une différence de potentiel. Par exemple, si deux tensions différentes sont appliquées sur les deux conducteurs séparés (ou une tension non nulle appliquée sur un chef d’orchestre, tout en gardant un autre conducteur « s’est échoué » au zéro de tension), puis un champ électrique dans l’espace entre les deux conducteurs pointant dans la direction du conducteur tension supérieure au conducteur basse tension est généré.

Un champ électrique (E) exercera une force,

Equation 2

sur une charge (q). La direction de la force est le même que le champ électrique pour q positif et en face du champ électrique pour q négative. Si un conducteur (par exemple un métal) contenant des charges mobiles est placé dans un champ électrique, le champ électrique va pousser des charges positives « en aval » en direction des champ électrique et tirer des charges négatives (par exemple les électrons) « en amont » opposée à la direction du champ électrique, jusqu'à ce que les frais s’accumulent à la limite (surface) du conducteur et ne peut pas aller plus loin. Cela se traduit par une séparation des charges négatives et positives dans le conducteur dans un champ électrique, un phénomène appelé aussi « polarisation » par le champ électrique. Même pour les isolateurs où les frais sont beaucoup moins mobiles que ceux dans un conducteur, une « polarisation » partielle (où les charges positives et négatives sont légèrement déplacées) peut se produire dans un champ électrique. Le champ électrique va essayer de faire le déplacement à partir du négatif à charges positives aligné avec la direction du champ. Si le champ électrique est spatialement hétérogène telle que les forces sur les charges positives et négatives séparés ne s’annulent pas, une force nette va être exercée sur un objet polarisé.

Procedure

1. visualiser les lignes de champ électrique

  1. Obtenir un générateur électrostatique (comme un ordinateur de poche Genecon statique ou un générateur van der Graff), une paire d’électrodes disposées dans une configuration de cercle concentrique et une paire d’électrodes disposées parallèlement les uns aux autres.
  2. Obtenir une boîte de Pétri ou un réservoir d’observation, remplissez-le avec de l’huile (comme l’huile de ricin) et ajouter les poudres électrifiée/polarisable (tels que les graines de semoule) dans l’huile.
  3. Charger les électrodes avec la configuration d’électrodes parallèles sur le support de réservoir d’observation. Connectez les deux électrodes à le « − » (sol) et « + » (payant) bornes du générateur électrostatique, respectivement, comme dans la Figure 1. La connexion peut être établie par des câbles avec des pinces.

Figure 1

Figure 1 : Diagramme montrant les schémas des deux fils de cuivre reliés à un générateur électrique, les autres extrémités (trempées dans de l’huile) les fils est connecté à une paire d’électrodes parallèles.

  1. Tournez la manivelle du générateur qui mettra positif frais sur l’électrode reliée à la borne « + ». Faire au moins 5 tours complets. Observer le comportement des poudres.
  2. Utilisez un câble court directement le « − » et des bornes « + » pour neutraliser les charges. Débrancher les bornes de l’électrode.
  3. Ensuite, charger la configuration d’électrode de cercle concentrique au support et connecter les électrodes aux bornes du générateur, encore une fois, comme illustré à la Figure 2. Mélanger l’huile dans le plat de randomiser les poudres.

Figure 2

Figure 2 : Diagramme montrant les schémas des deux fils de cuivre reliés à un générateur électrique, les autres extrémités (trempées dans de l’huile) les fils est connecté à une paire d’électrodes en forme de bague intérieure et une bague extérieure respectivement.

  1. Montez le générateur (au moins 5 tours) et charger les électrodes et observer le comportement des poudres dans le plat.

2. l’effet du champ électrique

  1. Obtenir un bidon vide de soude et posez-le sur le côté (donc il peut rouler librement) sur une table
  2. Obtenir une tige acrylique ; Frottez-le avec de la fourrure pour le charger.
  3. Rapprochent le bidon vide soude de la tige et observez la réponse de la canette de soda.
  4. Déchirer une petite bande de papier et apportez-la à la tige chargée, observer son comportement.

Le champ électrique est fondamental pour comprendre les interactions électricité et frais de charge et est étroitement liée aux importantes quantités telles que de potentiel électrique.

N’importe quel objet chargé génère un champ électrique. L’amplitude du champ dépend de la quantité de charge sur l’objet et la distance de l’objet où le champ est mesuré. Ces champs exercent également une force sur d’autres frais à proximité ou matières causant des phénomènes intéressants.

Dans cette vidéo, tout d’abord nous reviendrons sur les concepts de base liés aux champs électriques, et ensuite Nous illustrerons une expérience qui aide dans l’étude des champs électriques et les forces qui ont une incidence de frais et matériaux dans un champ. Enfin, nous allons voir quelques applications qui utilisent des champs électriques à leur avantage.

Tel que mentionné précédemment, un objet chargé produit un champ électrique dans l’espace environnant. Selon la Loi de Gauss, l’amplitude du champ électrique est linéairement proportionnelle à la charge de la source « Q » et inversement proportionnelle au carré de la distance « r » de la charge de la source ; et 'k' est la constant de la Coulomb. Ainsi, doublant le nombre de résultats de charge source en double l’intensité de champ. Considérant que doubler la mesure distance réduit l’intensité de champ en quatre fois.

Le champ électrique produit par un objet chargé peut être visualisé à l’aide de lignes fictives dites « champ électrique ». Ces lignes sont un ensemble de flèches tirées pour aider à visualiser l’ampleur et la direction du champ. En règle générale, les lignes de champ sont dirigés loin une charge positive source et vers une charge source négative.

Le nombre total de lignes de champ produit par un objet chargé représente le montant de la taxe, tandis que la densité des lignes à un endroit particulier dans le domaine désigne l’ampleur à cet endroit. Par conséquent, les lignes sont étroitement emballés près d’une sphère chargée, alors qu’ils sont plus propagation dehors à une plus grande distance de la source.

La direction du champ électrique de moyennant des frais source inconnue est déterminée en plaçant une charge d’essai à proximité de la charge de la source et en observant si la charge d’essai est attirée vers ou repoussée loin de la charge de la source.

L’intensité de cette force « F » est donnée par la Loi de Coulomb, qui stipule que la force est linéairement proportionnelle à l’intensité du champ électrique et le montant des frais sur les frais de test. Direction : si le test est positif, la direction de la force sur la charge d’essai est identique à celle du champ électrique. Toutefois, si le test est négatif, le sens de force est opposée à celle du champ électrique de la charge de la source.

Les champs électriques peuvent également produire une différence de potentiel électrique, ou une chute de tension, le long de la direction du champ. Ce phénomène est traitée en détail dans la vidéo électrique potentielle de cette collection. À l’inverse, il est important de noter que les champs électriques sont également générés par l’application de différentes tensions de deux conducteurs séparés. Dans ce cas, la direction du champ pointe de tension plus élevée vers la basse tension.

En plus des objets chargés, champs électriques affectent également les matériaux qui sont la charge neutre, comme le fil de cuivre. Tous les matériaux neutres sont constituées d’une quantité énorme et égale des charges positives et négatives. Champs électriques donc exercer une force sur chacune de ces charges ; ce qui entraîne un déplacement des grandes collections de charge dans le matériel. Cela peut se traduire par une séparation efficace des charges positives et négatives et est connu comme la « polarisation ».

Dans la section suivante, nous allons voir comment faire pour visualiser les lignes de champ du champ électrique généré par l’application de tensions à deux configurations différentes électrodes. Et dans la section suivante que nous allons voir l’effet des forces électriques et le phénomène de polarisation à l’aide de papier, un soda, une tige acrylique et fourrure peuvent.

La manifestation compose d’un générateur électrostatique, tel qu’un ordinateur de poche Genecon statique ou un générateur van der Graff, une paire d’électrodes disposées dans une configuration de cercle concentrique, une paire d’électrodes disposées parallèlement au mutuellement et une boîte de Pétri ou réservoir d’observation.

Le réservoir de l’observation est rempli d’une huile visqueuse, comme l’huile de ricin et environ la moitié d’un gramme de poudre polarisable, tels que les graines de semoule.

Charger le réservoir d’observation rempli avec l’émulsion d’huile et la poudre dans son support. Ensuite, monter la plaque avec la configuration d’électrode parallèle au support. À l’aide de câbles, connecter les électrodes sur les bornes positives et négatives du générateur électrostatique.

Tournez que la manivelle de la génératrice au moins 5 complète transforme ce qui crée une différence de potentiel entre les deux conducteurs et établir un champ électrique. Puisque la poudre ajoutée est polarisable, les grains de poudre commence lentement à s’aligner avec les lignes de champ électrique.

Ensuite, afin de neutraliser les charges, court directement les bornes positives et négative en connectant un câble entre les bornes. Après avoir attendu quelques secondes pour l’accusation de se dissiper, débranchez le câble de court-circuitage des bornes. Puis, démonter la plaque électrode du support.

Maintenant, montez la plaque avec la configuration d’électrode de cercle concentrique au support. Mélanger l’huile et la poudre polarisable dans le réservoir de l’observation par laminage avec soin la mise en place.

Allumez le générateur et il manivelle au moins 5 tours complets pour créer un champ électrique entre les anneaux de deux conducteurs. La poudre entre les anneaux se formera rayonnant des lignes qui indiquent que les lignes de champ électrique dans cette région sont semblables aux lignes de champ électrique d’une charge ponctuelle située au centre des anneaux. En revanche, la poudre dans le cercle intérieur ne possède aucun alignement discernable, indiquant qu’aucun champ électrique sensible n’existe dans cette région.

Maintenant nous allons discuter une expérience qui montre le champ électrique et polarisation des forces. Les thèmes communs utilisés dans cette démonstration sont un bidon vide de soude, une tige acrylique, un morceau de fourrure assez grand pour envelopper la tige et une bande d’un document.

Place le vide de la soude peut de son côté donc il peut rouler librement. Enroulez le morceau de fourrure autour de la tige et frottez-la de bout en bout au moins 10 fois. En frottant la tige, vous êtes physiquement transfert des électrons de la fourrure sur la tige et faire la tige chargée négativement ce qui lui permet de générer le champ électrique nécessaire pour induire une polarisation.

Rapprocher la tige chargée le bidon vide de soude et observer la force d’attraction sur la boîte comme il commence à rouler vers la tige. C’est parce que le champ électrique de la tige induit une polarisation sur la boîte de soda. Charges en face sous signe à celles de la tige sont rapprochés de la tige, tandis que les charges de même signe sont poussés hors de la tige. Cela se traduit par la tige exerçant des forces attractives et répulsives sur la boîte. Puisque les charges opposées sont plus proches de la tige, ces expérience une force plus forte, ce qui produit une force d’attraction nette vers la tige.

Ensuite, mettre la tige chargée à proximité de la bande de papier et d’observer le papier plier vers la tige. Le comportement attrayant est le résultat de l’effet de polarisation provoquée même qui a causé la soude peut pour rouler vers la tige. Fait intéressant, malgré un poids beaucoup plus faible que le bidon de soude, le mouvement général du livre est relativement faible. Cela est dû à la nature isolante du papier par rapport à la nature conductrice de la boîte, ce qui conduit à une beaucoup plus faible polarisation.

Les champs électriques sont très répandus, puisqu’elles existent partout où il sont chargés des objets ou des différences de tension.

Électricité, ou courant électrique, est le résultat des champs de force électriques en poussant par l’intermédiaire de fils très conducteurs. Sur une grande échelle, il s’agit de l’acheminement de l’électricité provenant des centrales électriques pour bâtiments résidentiels et commerciaux. Sur une plus petite échelle, le passage du courant électrique dans un circuit est fondamental pour le fonctionnement de tout dispositif électronique, par exemple une LED, une ampoule, un ventilateur ou un ordinateur.

Spectrometery masse utilise les champs électriques pour déterminer la composition chimique d’un échantillon. Dans cet équipement, tout d’abord les molécules ionisées sont générés par l’application de forces importantes, comme un faisceau d’électrons, le plasma ou les lasers. Ces chargées de molécules sont ensuite passées dans une série de champs électriques alternatifs. Le champ exerce une force électrique sur les molécules, qui modifie leur trajectoire, conduisant à la séparation effective.

Vous avez juste regardé introduction de JoVE aux champs électriques. Vous devez maintenant comprendre les principes qui régissent la grandeur et la direction des champs électriques, comment faire pour visualiser les lignes de champ électrique et comment la polarisation peut être induite par un champ électrique. Merci de regarder !

Results

Pour l’étape 1.4, la poudre va commencer à former des motifs de lignes entre les électrodes, comme illustré à la Figure 3. C’est parce que les poudres sont polarisées et seront la ligne vers le haut avec le champ électrique. Ils sont aussi attirés vers où le champ est plus fort, c'est-à-dire plus près de l’électrode positive. Les poudres ne bougent pas sensiblement car l’huile est très visqueux. Le modèle des poudres visualise les « lignes de champ électrique ».

Figure 3
Figure 3 : Diagramme indiquant les motifs de lignes représentant qui peuvent être formés par la poudre, l’huile, en alignant au champ électrique produit par les électrodes chargées correspondant à la Figure 1. Les motifs de lignes reflètent les lignes de champ électrique et de visualiser le champ électrique.

Pour étape 1.7, la poudre à l’extérieur de l’anneau central (faite par l’électrode « + ») constitue un motif de lignes radiales, comme illustré à la Figure 4. Cela indique qu’un champ électrique existe en dehors de la bague intérieure. Toutefois, la poudre à l’intérieur de la bague intérieure semble aléatoire et ne forme pas de patrons alignés. Cela tient au fait que le champ électrique à l’intérieur de l’anneau est environ de zéro.

Figure 4
Figure 4 : Diagramme indiquant les motifs de lignes représentant qui forme de la poudre dans l’huile en réponse au champ électrique produit par les électrodes chargées correspondant à la Figure 2. Les motifs de lignes reflètent les lignes de champ électrique et de visualiser le champ électrique. Une distribution aléatoire (absence de motifs de lignes) de la poudre à l’intérieur de la bague intérieure reflète le manque de l’alignement ou de résistance suffisante de champs électriques, il.

Pour obtenir la procédure 2.3 et 2.4, la soude peut tant seront attirés par bande de papier et de progresser vers la tige chargée. C’est parce que tant la soude peut bande de papier va être polarisée par le champ électrique et le champ électrique est plus fort, plus proche de la tige et les plus faibles plus loin de la tige. Par conséquent, les frais entraînés par le champ électrique pour se rapprocher de la tige, sont tirés par une force plus forte par rapport à ces charges opposées poussés loin de la tige. Il en résulte une force attractive nette vers la tige.

Applications and Summary

Dans cette expérience, nous avons visualisé les champs électriques à l’aide de poudres électrifiées dans une huile qui s’harmonisent avec les lignes de champ électrique. Nous avons aussi démontré l’effet d’un champ électrique produit par une tige de charge pour attirer les objets polarisables vers la tige, c'est-à-dire, la source du champ électrique où le champ électrique est plus fort.

Les champs électriques sont omniprésents. Il y a des champs électriques lorsqu’existent des accusations ou des différences de tension (potentiel électrique). Champs électriques fournissent la force pour pousser les frais (habituellement des électrons) au courant électrique de forme dans tous les circuits. Les champs électriques sont également responsables des étincelles nous voir et vivre en climat sec (généralement en hiver). Quand une certaine action (par exemple, un pull à friction lorsque vous l’enlevez) produit une quantité suffisante de charges et donc un suffisamment fort champ électrique, le champ peut causer transitoires par conduction électrique dans l’air (également connu sous le nom « panne électrique », où le champ électrique est assez fort pour polariser non seulement les molécules d’air, mais même arnaque électrons des molécules d’air) et produire des étincelles.

L’auteur de l’expérience reconnaît l’aide de Gary Hudson pour la préparation du matériel et Chuanhsun Li pour démontrer les étapes dans la vidéo.

1. visualiser les lignes de champ électrique

  1. Obtenir un générateur électrostatique (comme un ordinateur de poche Genecon statique ou un générateur van der Graff), une paire d’électrodes disposées dans une configuration de cercle concentrique et une paire d’électrodes disposées parallèlement les uns aux autres.
  2. Obtenir une boîte de Pétri ou un réservoir d’observation, remplissez-le avec de l’huile (comme l’huile de ricin) et ajouter les poudres électrifiée/polarisable (tels que les graines de semoule) dans l’huile.
  3. Charger les électrodes avec la configuration d’électrodes parallèles sur le support de réservoir d’observation. Connectez les deux électrodes à le « − » (sol) et « + » (payant) bornes du générateur électrostatique, respectivement, comme dans la Figure 1. La connexion peut être établie par des câbles avec des pinces.

Figure 1

Figure 1 : Diagramme montrant les schémas des deux fils de cuivre reliés à un générateur électrique, les autres extrémités (trempées dans de l’huile) les fils est connecté à une paire d’électrodes parallèles.

  1. Tournez la manivelle du générateur qui mettra positif frais sur l’électrode reliée à la borne « + ». Faire au moins 5 tours complets. Observer le comportement des poudres.
  2. Utilisez un câble court directement le « − » et des bornes « + » pour neutraliser les charges. Débrancher les bornes de l’électrode.
  3. Ensuite, charger la configuration d’électrode de cercle concentrique au support et connecter les électrodes aux bornes du générateur, encore une fois, comme illustré à la Figure 2. Mélanger l’huile dans le plat de randomiser les poudres.

Figure 2

Figure 2 : Diagramme montrant les schémas des deux fils de cuivre reliés à un générateur électrique, les autres extrémités (trempées dans de l’huile) les fils est connecté à une paire d’électrodes en forme de bague intérieure et une bague extérieure respectivement.

  1. Montez le générateur (au moins 5 tours) et charger les électrodes et observer le comportement des poudres dans le plat.

2. l’effet du champ électrique

  1. Obtenir un bidon vide de soude et posez-le sur le côté (donc il peut rouler librement) sur une table
  2. Obtenir une tige acrylique ; Frottez-le avec de la fourrure pour le charger.
  3. Rapprochent le bidon vide soude de la tige et observez la réponse de la canette de soda.
  4. Déchirer une petite bande de papier et apportez-la à la tige chargée, observer son comportement.

Le champ électrique est fondamental pour comprendre les interactions électricité et frais de charge et est étroitement liée aux importantes quantités telles que de potentiel électrique.

N’importe quel objet chargé génère un champ électrique. L’amplitude du champ dépend de la quantité de charge sur l’objet et la distance de l’objet où le champ est mesuré. Ces champs exercent également une force sur d’autres frais à proximité ou matières causant des phénomènes intéressants.

Dans cette vidéo, tout d’abord nous reviendrons sur les concepts de base liés aux champs électriques, et ensuite Nous illustrerons une expérience qui aide dans l’étude des champs électriques et les forces qui ont une incidence de frais et matériaux dans un champ. Enfin, nous allons voir quelques applications qui utilisent des champs électriques à leur avantage.

Tel que mentionné précédemment, un objet chargé produit un champ électrique dans l’espace environnant. Selon la Loi de Gauss, l’amplitude du champ électrique est linéairement proportionnelle à la charge de la source « Q » et inversement proportionnelle au carré de la distance « r » de la charge de la source ; et 'k' est la constant de la Coulomb. Ainsi, doublant le nombre de résultats de charge source en double l’intensité de champ. Considérant que doubler la mesure distance réduit l’intensité de champ en quatre fois.

Le champ électrique produit par un objet chargé peut être visualisé à l’aide de lignes fictives dites « champ électrique ». Ces lignes sont un ensemble de flèches tirées pour aider à visualiser l’ampleur et la direction du champ. En règle générale, les lignes de champ sont dirigés loin une charge positive source et vers une charge source négative.

Le nombre total de lignes de champ produit par un objet chargé représente le montant de la taxe, tandis que la densité des lignes à un endroit particulier dans le domaine désigne l’ampleur à cet endroit. Par conséquent, les lignes sont étroitement emballés près d’une sphère chargée, alors qu’ils sont plus propagation dehors à une plus grande distance de la source.

La direction du champ électrique de moyennant des frais source inconnue est déterminée en plaçant une charge d’essai à proximité de la charge de la source et en observant si la charge d’essai est attirée vers ou repoussée loin de la charge de la source.

L’intensité de cette force « F » est donnée par la Loi de Coulomb, qui stipule que la force est linéairement proportionnelle à l’intensité du champ électrique et le montant des frais sur les frais de test. Direction : si le test est positif, la direction de la force sur la charge d’essai est identique à celle du champ électrique. Toutefois, si le test est négatif, le sens de force est opposée à celle du champ électrique de la charge de la source.

Les champs électriques peuvent également produire une différence de potentiel électrique, ou une chute de tension, le long de la direction du champ. Ce phénomène est traitée en détail dans la vidéo électrique potentielle de cette collection. À l’inverse, il est important de noter que les champs électriques sont également générés par l’application de différentes tensions de deux conducteurs séparés. Dans ce cas, la direction du champ pointe de tension plus élevée vers la basse tension.

En plus des objets chargés, champs électriques affectent également les matériaux qui sont la charge neutre, comme le fil de cuivre. Tous les matériaux neutres sont constituées d’une quantité énorme et égale des charges positives et négatives. Champs électriques donc exercer une force sur chacune de ces charges ; ce qui entraîne un déplacement des grandes collections de charge dans le matériel. Cela peut se traduire par une séparation efficace des charges positives et négatives et est connu comme la « polarisation ».

Dans la section suivante, nous allons voir comment faire pour visualiser les lignes de champ du champ électrique généré par l’application de tensions à deux configurations différentes électrodes. Et dans la section suivante que nous allons voir l’effet des forces électriques et le phénomène de polarisation à l’aide de papier, un soda, une tige acrylique et fourrure peuvent.

La manifestation compose d’un générateur électrostatique, tel qu’un ordinateur de poche Genecon statique ou un générateur van der Graff, une paire d’électrodes disposées dans une configuration de cercle concentrique, une paire d’électrodes disposées parallèlement au mutuellement et une boîte de Pétri ou réservoir d’observation.

Le réservoir de l’observation est rempli d’une huile visqueuse, comme l’huile de ricin et environ la moitié d’un gramme de poudre polarisable, tels que les graines de semoule.

Charger le réservoir d’observation rempli avec l’émulsion d’huile et la poudre dans son support. Ensuite, monter la plaque avec la configuration d’électrode parallèle au support. À l’aide de câbles, connecter les électrodes sur les bornes positives et négatives du générateur électrostatique.

Tournez que la manivelle de la génératrice au moins 5 complète transforme ce qui crée une différence de potentiel entre les deux conducteurs et établir un champ électrique. Puisque la poudre ajoutée est polarisable, les grains de poudre commence lentement à s’aligner avec les lignes de champ électrique.

Ensuite, afin de neutraliser les charges, court directement les bornes positives et négative en connectant un câble entre les bornes. Après avoir attendu quelques secondes pour l’accusation de se dissiper, débranchez le câble de court-circuitage des bornes. Puis, démonter la plaque électrode du support.

Maintenant, montez la plaque avec la configuration d’électrode de cercle concentrique au support. Mélanger l’huile et la poudre polarisable dans le réservoir de l’observation par laminage avec soin la mise en place.

Allumez le générateur et il manivelle au moins 5 tours complets pour créer un champ électrique entre les anneaux de deux conducteurs. La poudre entre les anneaux se formera rayonnant des lignes qui indiquent que les lignes de champ électrique dans cette région sont semblables aux lignes de champ électrique d’une charge ponctuelle située au centre des anneaux. En revanche, la poudre dans le cercle intérieur ne possède aucun alignement discernable, indiquant qu’aucun champ électrique sensible n’existe dans cette région.

Maintenant nous allons discuter une expérience qui montre le champ électrique et polarisation des forces. Les thèmes communs utilisés dans cette démonstration sont un bidon vide de soude, une tige acrylique, un morceau de fourrure assez grand pour envelopper la tige et une bande d’un document.

Place le vide de la soude peut de son côté donc il peut rouler librement. Enroulez le morceau de fourrure autour de la tige et frottez-la de bout en bout au moins 10 fois. En frottant la tige, vous êtes physiquement transfert des électrons de la fourrure sur la tige et faire la tige chargée négativement ce qui lui permet de générer le champ électrique nécessaire pour induire une polarisation.

Rapprocher la tige chargée le bidon vide de soude et observer la force d’attraction sur la boîte comme il commence à rouler vers la tige. C’est parce que le champ électrique de la tige induit une polarisation sur la boîte de soda. Charges en face sous signe à celles de la tige sont rapprochés de la tige, tandis que les charges de même signe sont poussés hors de la tige. Cela se traduit par la tige exerçant des forces attractives et répulsives sur la boîte. Puisque les charges opposées sont plus proches de la tige, ces expérience une force plus forte, ce qui produit une force d’attraction nette vers la tige.

Ensuite, mettre la tige chargée à proximité de la bande de papier et d’observer le papier plier vers la tige. Le comportement attrayant est le résultat de l’effet de polarisation provoquée même qui a causé la soude peut pour rouler vers la tige. Fait intéressant, malgré un poids beaucoup plus faible que le bidon de soude, le mouvement général du livre est relativement faible. Cela est dû à la nature isolante du papier par rapport à la nature conductrice de la boîte, ce qui conduit à une beaucoup plus faible polarisation.

Les champs électriques sont très répandus, puisqu’elles existent partout où il sont chargés des objets ou des différences de tension.

Électricité, ou courant électrique, est le résultat des champs de force électriques en poussant par l’intermédiaire de fils très conducteurs. Sur une grande échelle, il s’agit de l’acheminement de l’électricité provenant des centrales électriques pour bâtiments résidentiels et commerciaux. Sur une plus petite échelle, le passage du courant électrique dans un circuit est fondamental pour le fonctionnement de tout dispositif électronique, par exemple une LED, une ampoule, un ventilateur ou un ordinateur.

Spectrometery masse utilise les champs électriques pour déterminer la composition chimique d’un échantillon. Dans cet équipement, tout d’abord les molécules ionisées sont générés par l’application de forces importantes, comme un faisceau d’électrons, le plasma ou les lasers. Ces chargées de molécules sont ensuite passées dans une série de champs électriques alternatifs. Le champ exerce une force électrique sur les molécules, qui modifie leur trajectoire, conduisant à la séparation effective.

Vous avez juste regardé introduction de JoVE aux champs électriques. Vous devez maintenant comprendre les principes qui régissent la grandeur et la direction des champs électriques, comment faire pour visualiser les lignes de champ électrique et comment la polarisation peut être induite par un champ électrique. Merci de regarder !

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