Látka, ktorá má voľné častice s nábojom pohybujúcim sa v tele usporiadaným spôsobom v dôsledku pôsobiaceho elektrického poľa, sa nazýva vodič v elektrostatickom poli. A náboje častíc sa nazývajú voľné. Dielektrika ich naopak nemajú. Vodiče a dielektriká majú rôznu povahu a vlastnosti.
Prieskumník
V elektrostatickom poli sú vodičmi kovy, alkalické, kyslé a slané roztoky, ako aj ionizované plyny. Nosičmi bezplatných nábojov v kovoch sú voľné elektróny.
Pri vstupe do rovnomerného elektrického poľa, kde sú kovy vodičmi bez náboja, sa pohyb začne v smere, ktorý je opačný k vektoru napätia poľa. Nahromadením na jednej strane vytvoria elektróny záporný náboj a na druhej strane ich nedostatočné množstvo spôsobí výskyt nadmerného kladného náboja. Ukazuje sa, že poplatky sú oddelené. Nekompenzované rôzne poplatky vznikajú pod vplyvomvonkajšie pole. Takto sa indukujú a vodič v elektrostatickom poli zostáva bez náboja.
Nekompenzované poplatky
Elektrifikácia, keď sa náboje prerozdeľujú medzi časťami tela, sa nazýva elektrostatická indukcia. Nekompenzované elektrické náboje tvoria ich telo, vnútorné a vonkajšie napätia sú navzájom opačné. Delením a následným hromadením na opačných častiach vodiča sa intenzita vnútorného poľa zvyšuje. V dôsledku toho sa stáva nulou. Potom zostatok poplatkov.
V tomto prípade je celý nekompenzovaný poplatok mimo. Táto skutočnosť sa využíva na získanie elektrostatickej ochrany, ktorá chráni zariadenia pred vplyvom polí. Sú umiestnené v mriežkach alebo uzemnených kovových puzdrách.
Dielektrika
Látky bez voľných elektrických nábojov za štandardných podmienok (to znamená, keď teplota nie je ani príliš vysoká, ani príliš nízka) sa nazývajú dielektriká. Častice sa v tomto prípade nemôžu pohybovať po tele a sú len mierne posunuté. Preto sú tu pripojené elektrické náboje.
Dielektrika sa delia do skupín v závislosti od molekulárnej štruktúry. Molekuly dielektrík prvej skupiny sú asymetrické. Patria sem obyčajná voda, nitrobenzén a alkohol. Ich kladné a záporné náboje sa nezhodujú. Fungujú ako elektrické dipóly. Takéto molekuly sa považujú za polárne. Ich elektrický moment sa rovná koncovkehodnotu za všetkých rôznych podmienok.
Druhú skupinu tvoria dielektriká, v ktorých majú molekuly symetrickú štruktúru. Sú to parafín, kyslík, dusík. Pozitívne a negatívne náboje majú podobný význam. Ak neexistuje žiadne vonkajšie elektrické pole, potom neexistuje ani elektrický moment. Toto sú nepolárne molekuly.
Opačné náboje v molekulách vo vonkajšom poli posunuli stredy nasmerované rôznymi smermi. Zmenia sa na dipóly a získajú ďalší elektrický moment.
Dielektriká tretej skupiny majú kryštalickú štruktúru iónov.
Zaujímalo by ma, ako sa dipól správa vo vonkajšom rovnomernom poli (predsa len je to molekula pozostávajúca z nepolárnych a polárnych dielektrík).
Akýkoľvek dipólový náboj je vybavený silou, z ktorých každý má rovnaký modul, ale iný smer (opačný). Vznikajú dve sily, ktoré majú rotačný moment, pod vplyvom ktorého má dipól tendenciu otáčať sa tak, že smer vektorov sa zhoduje. Výsledkom je, že dostane smer vonkajšieho poľa.
V nepolárnom dielektriku nie je žiadne vonkajšie elektrické pole. Preto molekuly nemajú elektrické momenty. V polárnom dielektriku dochádza k tepelnému pohybu úplne neusporiadane. Z tohto dôvodu majú elektrické momenty iný smer a ich vektorový súčet je nulový. To znamená, že dielektrikum nemá elektrický moment.
Dielektrikum v rovnomernom elektrickom poli
Umiestnime dielektrikum do rovnomerného elektrického poľa. Už vieme, že dipóly sú polárne a nepolárne molekuly.dielektriká, ktoré sú nasmerované v závislosti od vonkajšieho poľa. Ich vektory sú usporiadané. Potom súčet vektorov nie je nula a dielektrikum má elektrický moment. V jeho vnútri sú kladné a záporné náboje, ktoré sú vzájomne kompenzované a sú blízko seba. Preto dielektrikum nedostáva náboj.
Opačné povrchy majú nekompenzované polarizačné náboje, ktoré sú rovnaké, t.j. dielektrikum je polarizované.
Ak vezmete iónové dielektrikum a umiestnite ho do elektrického poľa, potom sa mriežka kryštálov iónov v ňom mierne posunie. Výsledkom je, že dielektrikum iónového typu dostane elektrický moment.
Polarizujúce náboje vytvárajú svoje vlastné elektrické pole, ktoré má opačný smer ako vonkajšie. Preto je intenzita elektrostatického poľa, ktoré je tvorené nábojmi umiestnenými v dielektriku, menšia ako vo vákuu.
Prieskumník
S vodičmi sa vytvorí iný obraz. Ak sa vodiče elektrického prúdu zavedú do elektrostatického poľa, vznikne v ňom krátkodobý prúd, pretože elektrické sily pôsobiace na voľné náboje prispejú k vzniku pohybu. Ale každý pozná aj zákon termodynamickej nezvratnosti, keď každý makroproces v uzavretom systéme a pohybe musí nakoniec skončiť a systém sa dostane do rovnováhy.
Vodič v elektrostatickom poli je teleso vyrobené z kovu, v ktorom sa elektróny začínajú pohybovať proti siločiaram asa začne hromadiť vľavo. Vodič vpravo stratí elektróny a získa kladný náboj. Keď sú náboje oddelené, získa svoje elektrické pole. Toto sa nazýva elektrostatická indukcia.
Vnútri vodiča je intenzita elektrostatického poľa nulová, čo sa dá ľahko dokázať pohybom z opačného konca.
Funkcie správania pri nabíjaní
Náboj vodiča sa hromadí na povrchu. Navyše je rozložený tak, že hustota náboja je orientovaná na zakrivenie povrchu. Tu to bude viac ako na iných miestach.
Vodiče a polovodiče majú najväčšie zakrivenie v rohových bodoch, hranách a zaobleniach. Je tu tiež vysoká hustota náboja. Spolu s jeho nárastom rastie v blízkosti aj napätie. Preto tu vzniká silné elektrické pole. Objaví sa korónový náboj, ktorý spôsobí prúdenie náboja z vodiča.
Ak vezmeme do úvahy vodič v elektrostatickom poli, z ktorého je odstránená vnútorná časť, nájde sa dutina. Nič sa na tom nezmení, pretože ihrisko nebolo a ani nebude. Koniec koncov, z definície v dutine chýba.
Záver
Pozreli sme sa na vodiče a dielektrika. Teraz môžete pochopiť ich rozdiely a vlastnosti prejavu vlastností v podobných podmienkach. Takže v rovnomernom elektrickom poli sa správajú úplne inak.
