Un conductor într-un câmp electrostatic. Conductori, semiconductori, dielectrice

O substanță care are particule libere cu încărcătură care se deplasează de-a lungul corpului datorită câmpului electric acționat într-un mod ordonat se numește un conductor într-un câmp electrostatic. Și taxele de particule sunt numite libere. Dielectricile, pe de altă parte, nu. Conductorii și dielectricii au natură și proprietăți diferite.

conductor

În camp electrostatic conductori - metale, soluții alcaline, acide și saline și ionizate. Purtătorii de încărcături gratuite în metale sunt electroni liberi.

Când introduceți un câmp electric omogen, unde metalele sunt conductori fără încărcătură, mișcarea va începe într-o direcție opusă vectorului de tensiune pe câmp. Acumulând pe o parte, electronii vor crea o sarcină negativă, iar pe de altă parte, o cantitate insuficientă va cauza o încărcare excesivă. Se pare că taxele sunt împărțite. Taxe diferite necompensate apar sub influența unui câmp extern. Astfel, acestea sunt induse, iar conductorul din câmpul electrostatic rămâne fără încărcătură.

Taxe necompensate

Electrificarea, atunci când se redistribuie încărcături între părți ale corpului, este chemată inducție electrostatică. necompensată încărcături electrice formează corpul lor, tensiunea interiorului și a exteriorului sunt opuse unul altuia. Separând și apoi acumulând pe părțile opuse ale conductorului crește intensitatea câmpului intern. Ca urmare, devine nul. Apoi tarifele sunt echilibrate.

În acest caz, întreaga taxă necompensată este situată în afara. Acest fapt este folosit pentru obținerea protecției electrostatice, care protejează dispozitivele de influența câmpurilor. Ele sunt plasate în grilaje sau carcase cu pământ din metal.

dielectrici

Substanțele fără sarcini electrice gratuite în condiții standard (adică atunci când temperatura nu este prea mare și nu scăzută) se numesc dielectrice. Particulele în acest caz nu se pot mișca în jurul corpului și sunt deplasate doar ușor. Prin urmare, încărcăturile electrice sunt conectate aici.

Dielectricitățile sunt împărțite în grupuri în funcție de moleculară. Moleculele primului grup de dielectrice sunt asimetrice. Acestea includ apă obișnuită și nitrobenzen și alcool. Chargeurile lor pozitive și negative nu se potrivesc. Ei joacă rolul lui electrice dipoli. Astfel de molecule sunt considerate polar. Momentul lor electric este egal cu valoarea finală în toate condițiile diferite.

Al doilea grup constă din dielectrice, în care moleculele au o structură simetrică. Este parafină, oxigen, azot. Taxele pozitive și negative în ele sunt de o importanță similară. Dacă nu există un câmp electric extern, atunci momentul electric este de asemenea absent. Acestea sunt molecule nepolare.

Diferitele încărcări în moleculele dintr-un câmp extern au centrele părtinitoare, direcționate în direcții diferite. Ei se transformă în dipoli și primesc un alt moment electric.

Dielectricii din al treilea grup au o structură de cristal de ioni.

Este interesant modul în care dipolul se comportă într-un câmp omogen extern (de fapt, este o moleculă formată din dielectrice nepolare și polare).

Orice încărcare a unui dipol este înzestrată cu o forță, fiecare având același modul, dar o direcție diferită (opusă). Se formează două forțe, având un moment de rotație, sub acțiunea căruia dipolul tinde să se rotească în așa fel încât direcția vectorilor să coincidă. Ca urmare, el primește direcția câmpului extern.

În dielectricul nepolar, nu există câmp electric extern. Prin urmare, moleculele sunt lipsite de momente electrice. Într-un izolator polar, mișcarea termică se formează în tulburare completă. Din acest motiv, momentele electrice au o direcție diferită, iar suma vectorilor lor este zero. Aceasta înseamnă că dielectricul nu are un moment electric.

Dielectric într-un câmp electric omogen

Am plasat dielectricul într-un câmp electric omogen. Știm deja că dipolii sunt molecule de dielectric polar și nepolar, direcționate în funcție de câmpul exterior. Vectorii lor sunt ordonați. Apoi, suma vectorilor nu este zero, iar dielectricul are un moment electric. În interiorul acestuia există taxe pozitive și negative, care sunt reciproc compensate și sunt aproape una de cealaltă. Prin urmare, dielectricul nu primește o încărcătură.

Suprafețele opuse au sarcini de polarizare necompensate, care sunt egale, adică dielectricul este polarizat.

Dacă luăm un dielectric de ioni și îl așezăm într-un câmp electric, atunci zăbrelele cristaline ale ionilor din acesta se vor schimba ușor. Ca rezultat, un dielectric ionic va primi un moment electric.

Tensiunile de polarizare formează propriul câmp electric, care are direcția opusă celei externe. Prin urmare, intensitatea câmpului electrostatic, care este formată de sarcini plasate într-un dielectric, este mai mică decât în ​​vid.

conductor

O imagine diferită se va dezvolta împreună cu conductorii. Dacă conductorii curentului electric sunt introduși în câmpul electrostatic, în el va apărea un curent scurt, deoarece forțele electrice care acționează asupra încărcăturilor libere vor contribui la apariția mișcării. Dar, de asemenea, toată lumea știe legea ireversibilității termodinamice, atunci când orice macroproces într-un sistem închis și mișcare trebuie să se termine în cele din urmă, iar sistemul este echilibrat.

Conductorul din câmpul electrostatic este un corp metalic, unde electronii încep să se deplaseze împotriva liniilor de forță și încep să se acumuleze în stânga. Conductorul din dreapta va pierde electroni și va primi o taxă pozitivă. Când taxele sunt împărțite, va găsi câmpul său electric. Aceasta se numește inducție electrostatică.

În interiorul conductorului, rezistența câmpului electrostatic este zero, ceea ce este ușor de dovedit prin trecerea de la opusul.

Caracteristicile comportamentului de încărcare

Încărcarea conductorului se acumulează la suprafață. În plus, este distribuită în așa fel încât densitatea sarcinii să fie orientată spre curbura suprafeței. Aici va fi mai mult decât în ​​alte locuri.

Conductorii și semiconductorii au o curbură mai mult în punctele de colț, marginile și rundele. Și aici se observă o densitate mare de încărcare. Odată cu creșterea sa, tensiunea crește și ea alături. Prin urmare, aici se creează un câmp electric puternic. Există o încărcătură corona, din cauza fluxului încărcat de conductor.

Dacă luăm în considerare un conductor într-un câmp electrostatic, care are o parte internă îndepărtată, se dezvăluie o cavitate. Din acest lucru nimic nu se va schimba, pentru că câmpul așa cum nu a fost, nu va. La urma urmei, în cavitate este absent prin definiție.

concluzie

Am examinat conductorii și dielectricii. Acum puteți înțelege diferențele și caracteristicile manifestării calităților în condiții similare. Deci, într-un câmp electric omogen se comportă destul de diferit.