Проводник в електростатично поле. Проводници, полупроводници, диелектрици

Вещество, което има свободни частици с натоварване, движещо се по тялото, благодарение на действащото електрическо поле по нареден начин, се нарича проводник в електростатично поле. А таксите за частици се наричат ​​безплатни. Диелектриците, от друга страна, не го правят. Диригентите и диелектриците имат различна природа и свойства.

проводник

В електростатично поле проводници - метали, алкални, кисели и солеви разтвори и йонизирани газове. Носителите на свободните заряди в металите са свободни електрони.

При навлизане в хомогенно електрическо поле, където металите са проводници без заряд, движението ще започне в посока, която е противоположна на полевия вектор на напрежението. Натрупвайки от едната страна, електроните ще създадат отрицателен заряд, а от другата страна недостатъчното количество ще доведе до излишък на положителен заряд. Оказва се, че таксите са разделени. Некомпенсираните различни такси възникват под влияние на външно поле. По този начин те се индуцират и проводникът в електростатичното поле остава без зареждане.

Некомпенсирани такси

Електрификация, когато таксите се преразпределят между части на тялото, се нарича електростатична индукция. некомпенсиран електрически заряди формират тялото си, напрежението на вътрешния и външния е противоположно един на друг. Отделянето и акумулирането на противоположните части на проводника повишава интензивността на вътрешното поле. В резултат на това той става невалиден. След това таксите са балансирани.

В този случай цялата некомпенсирана такса се намира навън. Този факт се използва за получаване на електростатична защита, която предпазва устройствата от влиянието на полетата. Те са поставени в решетки или заземени корпуси от метал.

диелектрици

Веществата без свободни електрически заряди при стандартни условия (т.е. когато температурата не е твърде висока и ниска) се наричат ​​диелектрици. Частиците в този случай не могат да се движат около тялото и се изместват само леко. Затова електрическите заряди са свързани тук.

Диелектриците са разделени на групи в зависимост от молекулна структура. Молекулите на първата група диелектрици са асиметрични. Те включват обикновена вода и нитробензен и алкохол. Техните положителни и отрицателни разходи не съвпадат. Те играят ролята на електрически диполи. Такива молекули се считат за полярни. Техният електрически момент е равен на крайната стойност при всички различни условия.

Втората група се състои от диелектрици, в които молекулите имат симетрична структура. Това е парафин, кислород, азот. Положителните и отрицателните такси в тях са с подобно значение. Ако няма външно електрическо поле, липсва електрически момент. Това са неполярни молекули.

Различните заряди в молекулите във външно поле имат предубедени центрове, насочени в различни посоки. Те се превръщат в диполи и получават още един електрически момент.

Диелектриците от третата група имат кристална структура на йони.

Интересно е как диполът се държи във външно хомогенно поле (всъщност това е молекула, състояща се от неполярен и полярен диелектрик).

Всеки заряд на дипол е надарен със сила, всяка от които има един и същ модул, но различна посока (обратното). Създават се две сили с въртящ момент, под действието на които диполът има тенденция да се върти по такъв начин, че посоката на векторите съвпада. В резултат на това той получава посоката на външното поле.

В неполярния диелектрик няма външно електрическо поле. Следователно, молекулите са лишени от електрически моменти. В полярен изолатор се образува топлинно движение при пълно разстройство. Поради това електрическите моменти имат различна посока и тяхната векторна сума е нула. Това означава, че диелектрикът няма електрически момент.

Диелектрик в хомогенно електрическо поле

Поставяме диелектрика в хомогенно електрическо поле. Вече знаем, че диполите са молекули на полярни и неполярни диелектрици, които са насочени в зависимост от външното поле. Векторите им са подредени. След това сумата от векторите не е нула, а диелектрикът има електрически момент. Вътре има положителни и отрицателни такси, които са взаимно компенсирани и са близки един до друг. Ето защо, диелектрикът не получава такса.

На противоположните повърхности има некомпенсирани поляризационни заряди, които са равни, т.е., диелектрикът е поляризиран.

Ако вземем йонен диелектрик и го поставим в електрическо поле, тогава кристалната решетка на йоните в него ще се промени леко. В резултат на това, йонен диелектрик ще получи електрически момент.

Поляризационните такси формират собственото си електрическо поле, което има обратна посока към външната. Следователно интензитетът на електростатичното поле, който се формира от заряди, поставени в диелектрик, е по-малък, отколкото във вакуум.

проводник

Ще се развие различна картина с проводниците. Ако проводниците на електрическия ток се вкарат в електростатичното поле, в него ще се появи къс ток, тъй като електрическите сили, действащи върху свободните заряди, ще допринесат за появата на движение. Но и всеки знае закона за термодинамичната необратимост, когато всяка макропроцес в затворена система и движение трябва да свърши в края и системата е балансирана.

Проводникът в електростатичното поле е метално тяло, където електроните започват да се движат срещу линиите на сила и започват да се натрупват отляво. Проводникът отдясно ще загуби електрони и ще получи положителна заряд. Когато таксите са разделени, той ще намери своето електрическо поле. Това се нарича електростатична индукция.

Вътре в проводника силата на електростатичното поле е нула, което лесно се доказва, като се движи от обратното.

Характеристики на поведението на зареждането

Натоварването на проводника се натрупва на повърхността. В допълнение, тя се разпределя по такъв начин, че плътността на заряда да е ориентирана към кривината на повърхността. Тук ще бъде повече, отколкото на други места.

Проводниците и полупроводниците имат най-много кривина в точките на ъгъла, ръбовете и кръговете. Тук също се наблюдава висока плътност на заряда. Наред с увеличаването си, напрежението също нараства едно до друго. Ето защо тук се създава силно електрическо поле. Налице е корона заряд, поради това, което натоварвания от проводника поток.

Ако разгледаме проводник в електростатично поле, което има отстранена вътрешна част, се открива кухина. От това нищо няма да се промени, защото полето, както не беше, няма. В края на краищата в кухината липсва по дефиниция.

заключение

Разгледахме проводници и диелектрици. Сега можете да разберете техните различия и характеристиките на проявлението на качествата при подобни условия. Така че в хомогенно електрическо поле те се държат съвсем различно.