Villamos tér jelenségei Erőhatás villamos térben

Coulomb törvénye Vákuumban:

Térerősség Az egységnyi pozitív (1As) töltésre ható erőt villamos térerősségnek nevezzük. Vektormennyiség, iránya megegyezik a pozitív töltésre ható erő irányával.

A villamos tér szemléltetése A villamos teret erővonalakkal szemléltetjük A térerősség nagyságát az erővonalak sűrűsége mutatja meg

Homogén elektromos tér Ha a térerősség állandó értékű homogén térről beszélünk. A homogén tér erővonalai azonos sűrűségűek és párhuzamosak egymással

A feszültség és a térerősség kapcsolata

A villamos kisülés A villamosan töltött testek egy idő után elveszítik töltésüket, ezt nevezzük kisülésnek. A töltött állapot a töltések szétválasztásával jön létre, ezért kisüléskor a töltések kiegyenlítődnek. Kiegyenlítődést a nem megfelelő szigetelés és a levegő ionizációja okozza. A kisülésnek két fajtáját különböztetjük meg: Lassú tünemény nélküli, mikor csak a töltés megszűnését észleljük. Szikra, mely rövid idő alatt játszódik le és fény esetleg hanghatással is jár.

Felületi tőltéssűrűség A töltések vezető test esetén a test felületén helyezkednek el. A töltésmennyiséget elosztva a test felületével a felületi töltéssűrűség mennyiséget kapjuk (D).

A csúcshatás Gömb felületen az eloszlás egyenletes, szabálytalan felületen azonban a csúcsos részen több töltés gyűlik össze. Ennek következtében a csúcsok környezetében nagyobb a térerősség.

Tanulság: töltött test környezetében a térerősség nem a töltések számától hanem a felületi töltéssűrűségtől függ. A jelenséget villámhárítókban és nagyfeszültségű áramkörökben szikraköz kialakítására használjuk fel.

Elektromos megosztás

Vezető test feltöltése pozitív ill Vezető test feltöltése pozitív ill. negatív töltésűre, egy pozitív üvegrúd segítségével.

Elektromos árnyékolás

Eddigiekben feltételeztük, hogy az elektromos mező légüres térben alakul ki. Felismertük hogy a térerősség nem a töltésmennyiség (Q) hanem a töltéssűrűség (D) határozza meg. A térerősség és a töltéssűrűség közt az anyagra jellemző mennyiség a villamos permittivitás (dielektromos állandó) teremt kapcsolatot.

Polarizáció hatására anyagtól függően változhatnak optikai tulajdonságai is (fény-törés, fényáteresztő képesség, fénypolarizációs képesség, stb.). Ezt használjuk a folyadékkristályos kijelzőkben. A változás csak az elektródák által meghatározott részen következik be, így függ azok alakjától.

A polarizált anyagban a térerősséget növelve a polarizáltság fokozódik. Az e- pályája egyre elnyúltabb lesz, végül elszakad az atomtól, és szabad töltéshordozóvá válik. A jelenség egy kritikus értéknél hirtelen következik be. Az elszabadult elektron mozgása során újabb elektronokat szakít le, így lavinaszerűen megnövekszik a töltéshordozók száma. Az anyag jó vezető lesz.

Polarizáció közben az atomok és molekulák mérete változik, ez az adott test méretének megváltozásával is jár. A méretváltozás arányos a térerőséggel. Ha a méretváltozás nem függ a tér irányától (mindkét polaritásra a hossz, vagy a vastagság növekszik). Nem megfordítható, tehát az pl.: összenyomás nem okoz polarizációt

A polarizáció mértéke nem arányos a térerősséggel. A dipólusok rendezettsége az elektromos tér megszűnése után is megmarad (az anyag emlékezik). Mértéke függ a hőmérséklettől. Az anyagra jellemző Curie hőmérséklet felett megszűnik.