Vodič v elektrostatickém poli. Vodiče, polovodiče, dielektrika

Látka, která má volné částice s nábojem pohybujícím se po tělese v důsledku působícího elektrického pole uspořádaným způsobem, se nazývá vodič v elektrostatickém poli. A poplatky za částice jsou volány zdarma. Dielektrika, na druhé straně, ne. Vodiče a dielektrika mají jinou povahu a vlastnosti.

Dirigent

V elektrostatické pole vodiče - kovy, alkalické, kyselé a solné roztoky a ionizovaných plynů. Nosiči volných nábojů v kovu jsou volné elektrony.

Při vstupu do homogenního elektrického pole, kde kovy jsou vodiče bez náboje, bude pohyb začínat ve směru, který je opačný k vektoru napětí pole. Akumulací na jedné straně vytvoří elektrony záporný náboj a na druhé straně nedostatečné množství způsobí nadměrný kladný náboj. Ukazuje se, že poplatky jsou rozděleny. Nekompenzované různé poplatky vznikají pod vlivem vnějšího pole. Proto jsou indukovány a vodič v elektrostatickém poli zůstává bez náboje.

Nekompenzované poplatky

Elektrifikace, je-li nabíjení přerozdělena mezi částmi těla, je volána elektrostatické indukce. Nekompenzováno elektrické náboje tvoří své tělo, napětí vnitřního a vnějšího je proti sobě navzájem. Separací a následným hromaděním na opačných částech vodiče se zvyšuje intenzita vnitřního pole. V důsledku toho se stává nulovým. Pak jsou poplatky vyvážené.

V tomto případě je celý nekompenzovaný náboj umístěn venku. Tato skutečnost se používá k získání elektrostatické ochrany, která chrání zařízení před vlivy polí. Jsou umístěny v mřížích nebo uzemněných skříních z kovu.

Dielektrika

Látky bez volných elektrických nábojů za standardních podmínek (tj. Když teplota není příliš vysoká a nízká) se nazývají dielektrika. Částice se v tomto případě nemohou pohybovat po těle a jsou přemístěny jen nepatrně. Zde jsou zde zapojeny elektrické nabíječky.

Dielektrika je rozdělena do skupin v závislosti na molekulární struktura. Molekuly první skupiny dielektrik jsou asymetrické. Patří mezi ně běžná voda a nitrobenzen a alkohol. Jejich pozitivní a záporné poplatky se neodpovídají. Hrají roli elektrické dipóly. Takové molekuly jsou považovány za polární. Jejich elektrický moment se při všech různých podmínkách rovná konečné hodnotě.

Druhá skupina sestává z dielektrik, ve kterých mají molekuly symetrickou strukturu. Je to parafín, kyslík, dusík. Pozitivní a negativní poplatky v nich mají podobný význam. Pokud není k dispozici žádné elektrické pole, pak také chybí elektrický moment. Jedná se o nepolární molekuly.

Různé náboje v molekulách ve vnějším poli mají polarizovaná centra, směřovaná v různých směrech. Otočí se do dipólů a získají další elektrický moment.

Dielektrika třetí skupiny má krystalovou strukturu iontů.

Je zajímavé, jak se dipól chová ve vnějším homogenním poli (ve skutečnosti je to molekula sestávající z nepolárního a polárního dielektrika).

Každý náboj dipólu je opatřen silou, z nichž každá má stejný modul, ale jiný směr (opačný). Dvě síly jsou vytvořeny s rotačním momentem, pod jehož působením má dipól tendenci se otáčet tak, že směr vektorů se shoduje. V důsledku toho obdrží směr vnějšího pole.

V nepolárním dielektriku neexistuje žádné vnější elektrické pole. Proto molekuly neobsahují elektrické momenty. V polárním izolátoru se při úplné poruše vytváří tepelný pohyb. Z tohoto důvodu mají elektrické momenty jiný směr a jejich vektorová součet je nula. To znamená, že dielektrikum nemá elektrický moment.

Dielektrikum v homogenním elektrickém poli

Dielektrik umístíme do homogenního elektrického pole. Již víme, že dipoly jsou molekuly polárních a nepolárních dielektrik, které jsou orientovány v závislosti na vnějším poli. Jejich vektory jsou uspořádány. Pak součet vektorů není nulový a dielektrik má elektrický moment. Uvnitř jsou kladné a záporné poplatky, které jsou navzájem kompenzovány a jsou blízko k sobě. Proto dielektrik neobdrží náboj.

Opačné povrchy mají nekompenzované polarizační náboje, které jsou stejné, to znamená, že dielektrikum je polarizováno.

Pokud vezmeme iontový dielektrik a umístíme ho do elektrického pole, pak se krystalová mřížka iontů v něm mírně posune. Výsledkem je, že iontový dielektrik dostane elektrický moment.

Polarizační poplatky tvoří vlastní elektrické pole, které má opačný směr k vnějšímu. Proto je intenzita elektrostatického pole, která je tvořena náboji umístěnými v dielektriku, menší než ve vakuu.

Dirigent

U vodičů se vytvoří jiný obrázek. Pokud se vodiče elektrického proudu zavedou do elektrostatického pole, objeví se v něm krátký proud, protože elektrické síly působící na volné náboje přispějí k vzhledu pohybu. Ale všichni zná zákony termodynamické nezvratnosti, když nějaká makroproces v uzavřeném systému a pohybu musí nakonec skončit a systém je vyvážený.

Vodič v elektrostatickém poli je kovové těleso, kde se elektrony začnou pohybovat proti silám a začínají hromadit se vlevo. Vodič vpravo ztratí elektrony a dostane pozitivní náboj. Když jsou náboje rozděleny, objeví své elektrické pole. Toto se nazývá elektrostatická indukce.

Uvnitř vodiče je síla elektrostatického pole nula, což lze snadno prokázat pohybem z opačné strany.

Vlastnosti chování nabíjení

Na povrchu se hromadí vodiče. Navíc je distribuován tak, že hustota náboje je orientována na zakřivení povrchu. Zde bude více než v jiných místech.

Vodiče a polovodiče mají nejvíce zakřivení v bodech rohů, okrajů a kol. I zde je pozorována velká hustota náboje. Spolu s nárůstem stoupá také napětí napříč stranou. Proto zde vzniká silné elektrické pole. Existuje koronový náboj, kvůli tomu, co proudí z vodiče.

Pokud zvážíme, že vodič v elektrostatickém poli, který má odstraněn vnitřní část, je dutina odhalena. Z tohoto se nic nezmění, protože pole, jak to nebylo, nebude. Koneckonců v dutině chybí definice.

Závěr

Zkoumali jsme vodiče a dielektrikum. Nyní můžete pochopit jejich rozdíly a vlastnosti manifestace vlastností za podobných podmínek. Takže v homogenním elektrickém poli se chovají zcela jinak.