Een stof die vrije deeltjes heeft met een lading die op een ordelijke manier door het lichaam bewegen vanwege het werkende elektrische veld, wordt een geleider in een elektrostatisch veld genoemd. En de ladingen van de deeltjes worden vrij genoemd. Diëlektrica daarentegen hebben ze niet. Geleiders en diëlektrica hebben verschillende aard en eigenschappen.
Verkenner
In een elektrostatisch veld zijn geleiders metalen, alkalische, zure en zoutoplossingen, evenals geïoniseerde gassen. Dragers van vrije ladingen in metalen zijn vrije elektronen.
Bij het betreden van een uniform elektrisch veld, waar metalen geleiders zijn zonder lading, zal de beweging beginnen in de richting die tegengesteld is aan de veldspanningsvector. Als elektronen zich aan de ene kant ophopen, zullen ze een negatieve lading creëren, en aan de andere kant zal een onvoldoende hoeveelheid ervan een overmatige positieve lading veroorzaken. Het blijkt dat de kosten gescheiden zijn. Ongecompenseerde verschillende lasten ontstaan onder invloed van:extern veld. Zo worden ze geïnduceerd en blijft de geleider in het elektrostatische veld zonder lading.
Niet-gecompenseerde kosten
Elektrificatie, wanneer ladingen worden herverdeeld tussen delen van het lichaam, wordt elektrostatische inductie genoemd. Ongecompenseerde elektrische ladingen vormen hun lichaam, interne en externe spanningen zijn tegengesteld aan elkaar. Verdelend en vervolgens accumulerend op tegenoverliggende delen van de geleider, neemt de intensiteit van het interne veld toe. Als gevolg hiervan wordt het nul. Dan is het saldo van de kosten.
In dit geval is de volledige niet-gecompenseerde lading buiten. Dit feit wordt gebruikt om elektrostatische bescherming te verkrijgen die apparaten beschermt tegen de invloed van velden. Ze worden in roosters of geaarde metalen behuizingen geplaatst.
Diëlektrica
Stoffen zonder gratis elektrische lading onder standaardomstandigheden (dat wil zeggen, wanneer de temperatuur niet te hoog of te laag is) worden diëlektrica genoemd. Deeltjes kunnen in dit geval niet door het lichaam bewegen en worden slechts in geringe mate verplaatst. Daarom zijn hier elektrische ladingen aangesloten.
Diëlektrica zijn verdeeld in groepen, afhankelijk van de moleculaire structuur. De moleculen van diëlektrica van de eerste groep zijn asymmetrisch. Deze omvatten gewoon water en nitrobenzeen en alcohol. Hun positieve en negatieve ladingen komen niet overeen. Ze fungeren als elektrische dipolen. Dergelijke moleculen worden als polair beschouwd. Hun elektrisch moment is gelijk aan de finalewaarde onder alle verschillende omstandigheden.
De tweede groep bestaat uit diëlektrica, waarin de moleculen een symmetrische structuur hebben. Dit zijn paraffine, zuurstof, stikstof. Positieve en negatieve ladingen hebben een vergelijkbare betekenis. Als er geen extern elektrisch veld is, is er ook geen elektrisch moment. Dit zijn niet-polaire moleculen.
Tegenovergestelde ladingen in moleculen in een extern veld hebben verplaatste centra die in verschillende richtingen zijn gericht. Ze veranderen in dipolen en krijgen weer een elektrisch moment.
Diëlektrica van de derde groep hebben een kristallijne structuur van ionen.
Ik vraag me af hoe een dipool zich gedraagt in een extern uniform veld (het is tenslotte een molecuul dat bestaat uit niet-polaire en polaire diëlektrica).
Elke dipoollading is begiftigd met een kracht, die elk dezelfde modulus heeft, maar een andere richting (tegenovergesteld). Er ontstaan twee krachten die een draaimoment hebben, onder invloed waarvan de dipool de neiging heeft om zodanig te draaien dat de richting van de vectoren samenv alt. Als resultaat krijgt hij de richting van het buitenste veld.
Er is geen extern elektrisch veld in een niet-polair diëlektricum. Daarom zijn moleculen verstoken van elektrische momenten. In een polair diëlektricum vindt thermische beweging plaats in volledige wanorde. Hierdoor hebben de elektrische momenten een andere richting en is hun vectorsom nul. Dat wil zeggen, het diëlektricum heeft geen elektrisch moment.
Diëlektricum in een uniform elektrisch veld
Laten we een diëlektricum in een uniform elektrisch veld plaatsen. We weten al dat dipolen polaire en niet-polaire moleculen zijn.diëlektrica die zijn gericht afhankelijk van het externe veld. Hun vectoren zijn geordend. Dan is de som van de vectoren niet nul en heeft het diëlektricum een elektrisch moment. Binnenin zijn er positieve en negatieve ladingen, die wederzijds worden gecompenseerd en dicht bij elkaar liggen. Daarom ontvangt het diëlektricum geen lading.
Tegenovergestelde oppervlakken hebben niet-gecompenseerde polarisatieladingen die gelijk zijn, d.w.z. het diëlektricum is gepolariseerd.
Als je een ionisch diëlektricum neemt en het in een elektrisch veld plaatst, zal het rooster van ionenkristallen daarin enigszins verschuiven. Als resultaat zal het diëlektricum van het ionentype een elektrisch moment ontvangen.
Polariserende ladingen vormen hun eigen elektrische veld, dat de tegenovergestelde richting heeft van het externe veld. Daarom is de intensiteit van het elektrostatische veld, dat wordt gevormd door ladingen die in een diëlektricum worden geplaatst, minder dan in een vacuüm.
Verkenner
Er zal een ander beeld ontstaan met de dirigenten. Als geleiders van elektrische stroom in een elektrostatisch veld worden geïntroduceerd, zal daarin een kortstondige stroom ontstaan, omdat de elektrische krachten die op vrije ladingen inwerken, zullen bijdragen aan het optreden van beweging. Maar iedereen kent ook de wet van thermodynamische onomkeerbaarheid, wanneer elk macroproces in een gesloten systeem en beweging uiteindelijk moet eindigen en het systeem in evenwicht zal komen.
Een geleider in een elektrostatisch veld is een lichaam gemaakt van metaal, waar elektronen beginnen te bewegen tegen de krachtlijnen enzal zich aan de linkerkant ophopen. De geleider aan de rechterkant zal elektronen verliezen en een positieve lading krijgen. Wanneer de ladingen worden gescheiden, zal het zijn elektrische veld verwerven. Dit wordt elektrostatische inductie genoemd.
Binnen de geleider is de elektrostatische veldsterkte nul, wat gemakkelijk te bewijzen is door vanuit het tegenovergestelde te bewegen.
Kenmerken van laadgedrag
De lading van de geleider hoopt zich op aan het oppervlak. Bovendien is het zo verdeeld dat de ladingsdichtheid is georiënteerd op de kromming van het oppervlak. Hier zal het meer zijn dan op andere plaatsen.
Geleiders en halfgeleiders hebben de meeste kromming op hoekpunten, randen en afrondingen. Er is ook een hoge ladingsdichtheid. Naast de toename neemt ook de spanning in de buurt toe. Daarom wordt hier een sterk elektrisch veld gecreëerd. Er verschijnt een coronalading, waardoor er ladingen uit de geleider stromen.
Als we een geleider in een elektrostatisch veld beschouwen, waarvan het interne deel is verwijderd, zal een holte worden gevonden. Hier verandert niets aan, want het veld is er niet geweest en zal het ook niet worden. Het is immers per definitie afwezig in de holte.
Conclusie
We hebben gekeken naar geleiders en diëlektrica. Nu kun je hun verschillen en kenmerken van de manifestatie van kwaliteiten in vergelijkbare omstandigheden begrijpen. Dus in een uniform elektrisch veld gedragen ze zich heel anders.
