Электростатическое поле и его напряженность

Электрические заряды, находясь, даже на большом расстоянии друг от друга, взаимодейст­вуют между собой. Такое взаимодействие может осущест­вляться только посредством поля, в данном случае - электрического. Каж­дое заря­женное тело окружено таким полем. Если заряженное тело неподвижно, то окружа­ющее его поле называется электростатическим.

Пусть в некоторой точке поля, созданного зарядом q, находится малый точеч­ный положительный заряд q₀ - так называемый «пробный заряд». Пробный заряд должен быть малым, чтобы его собственное поле не искажало поле заряда q. На за­ряд q₀ будет действовать сила F, пропорциональная величине заряда q₀. Сила F не может быть характеристикой поля в данной точке, поскольку она зависит от величины само­го за­ряда и меняется при изменении заряда. Поэтому силовой характеристикой поля для данной точки является отношение F/q₀, которое называется напряженно­стью электрического поля . Вектор численно равен силе, действующей на единичный положитель­ный заряд, помещенный в данную точку поля и направлен в сторону действия силы . Так как согласно закону Кулона , то для поля одиночного заряда q получим или в векторной форме , где - радиус-вектор, соединяющий q с q₀. Единицей напряженности электрического поля является 1Н/Кл или, как будет показано далее, 1В/м (Вольт на метр), где 1В - единица измерения потенциала электрического поля.

Силовое воздействие электростатического поля на заряженные частицы ши­ро­ко применяется в различных технологических процессах. Например, при элек­трокоп­чении, продукт помещается в электростатическое поле между двух электро­дов, при­чем одним из них может быть сам продукт. Затем в поле поступают заря­женные час­тицы коптильного дыма, которые под действием электростатических сил движутся и осаждаются на продукте. Весь процесс электрокопчения занимает время 2-5 минут и при этом не происходит сушки продукта. Аналогичные процессы происходят при электростатической панировке рыбы. Мука, осажденная на поверхности рыбы силами электростатического поля, дает хо­рошую панировку, повышает качество консервов, значительно снижает расход муки.

В горной, газовой, пищевой и других отраслях промышленности широко при­меняется электросепарирование - разделение твердых или жидких смесей в элек­тростатическом поле. Этим методом осуществляется разделение продуктов помола зерна на фракции, удаление из пищевых продуктов посторонних примесей, очистка подсолнечника, чая, желатина и т.д. Обработанное электростатическим полем зерно обладает повышенными хле­бо­пекарными свойствами. Посредством электростатического поля и специальных сит осуществляется очи­стка мясного фарша от костных и соединительных тканей. После обработки кормовой муки в поле Е=3.6×10⁵¸3.9×10⁵В/м при температу­ре t=15¸17°С в течение часа уничтожаются все вредные микроорганизмы. Дезинфекция оборудования пищевой промышленности также может проводиться элект­ри­ческим полем и при этом не требуется разборка оборудования.

Дата добавления: 2014-01-11