Eine Substanz, die freie Teilchen mit einer Ladung enthält, die sich aufgrund des wirkenden elektrischen Feldes geordnet durch den Körper bewegen, wird in einem elektrostatischen Feld als Leiter bezeichnet. Und die Ladungen der Teilchen heißen frei. Dielektrika hingegen haben sie nicht. Leiter und Dielektrika haben unterschiedliche Natur und Eigenschaften.
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In einem elektrostatischen Feld sind Leiter Metalle, Laugen, Säuren und Salzlösungen sowie ionisierte Gase. Träger freier Ladungen in Metallen sind freie Elektronen.
Beim Eintritt in ein gleichförmiges elektrisches Feld, in dem Metalle Leiter ohne Ladung sind, beginnt die Bewegung in die Richtung, die dem Feldspannungsvektor entgegengesetzt ist. Wenn sich Elektronen auf einer Seite ansammeln, erzeugen sie eine negative Ladung, und auf der anderen Seite führt eine unzureichende Menge von ihnen dazu, dass eine überschüssige positive Ladung erscheint. Es stellt sich heraus, dass die Gebühren getrennt sind. Unkompensierte unterschiedliche Belastungen entstehen unter dem Einfluss vonexternes Feld. Dadurch werden sie induziert und der Leiter im elektrostatischen Feld bleibt ohne Ladung.
Nicht kompensierte Gebühren
Elektrifizierung, wenn Ladungen zwischen Körperteilen umverteilt werden, nennt man elektrostatische Induktion. Unkompensierte elektrische Ladungen bilden ihren Körper, innere und äußere Spannungen stehen sich gegenüber. Durch die Trennung und Ansammlung an gegenüberliegenden Teilen des Leiters nimmt die Intensität des internen Feldes zu. Als Ergebnis wird es Null. Dann der Gebührensaldo.
In diesem Fall ist die gesamte unkompensierte Ladung draußen. Diese Tatsache wird genutzt, um einen elektrostatischen Schutz zu erh alten, der Geräte vor dem Einfluss von Feldern schützt. Sie werden in Gitter oder geerdete Metallgehäuse eingesetzt.
Dielektrika
Stoffe ohne freie elektrische Ladungen unter Normalbedingungen (dh wenn die Temperatur weder zu hoch noch zu niedrig ist) werden als Dielektrika bezeichnet. Partikel können sich in diesem Fall nicht um den Körper bewegen und werden nur geringfügig verschoben. Daher werden hier elektrische Ladungen verbunden.
Dielektrika werden je nach molekularer Struktur in Gruppen eingeteilt. Die Moleküle von Dielektrika der ersten Gruppe sind asymmetrisch. Dazu gehören normales Wasser und Nitrobenzol und Alkohol. Ihre positiven und negativen Ladungen stimmen nicht überein. Sie wirken als elektrische Dipole. Solche Moleküle gelten als polar. Ihr elektrisches Moment ist dem Finale gleichWert unter allen verschiedenen Bedingungen.
Die zweite Gruppe besteht aus Dielektrika, bei denen die Moleküle symmetrisch aufgebaut sind. Dies sind Paraffin, Sauerstoff, Stickstoff. Positive und negative Ladungen haben eine ähnliche Bedeutung. Wenn es kein äußeres elektrisches Feld gibt, dann gibt es auch kein elektrisches Moment. Dies sind unpolare Moleküle.
Entgegengesetzte Ladungen in Molekülen in einem externen Feld haben Zentren verschoben, die in verschiedene Richtungen gerichtet sind. Sie verwandeln sich in Dipole und bekommen ein weiteres elektrisches Moment.
Dielektrika der dritten Gruppe haben eine kristalline Struktur aus Ionen.
Ich frage mich, wie sich ein Dipol in einem äußeren gleichförmigen Feld verhält (immerhin ist es ein Molekül, das aus unpolaren und polaren Dielektrika besteht).
Jede Dipolladung ist mit einer Kraft ausgestattet, die jeweils den gleichen Modul, aber eine andere Richtung (entgegengesetzt) hat. Es entstehen zwei Kräfte, die ein Rotationsmoment haben, unter dessen Einfluss der Dipol dazu neigt, sich so zu drehen, dass die Richtung der Vektoren zusammenfällt. Als Ergebnis erhält er die Richtung des Außenfeldes.
In einem unpolaren Dielektrikum gibt es kein äußeres elektrisches Feld. Daher sind Moleküle frei von elektrischen Momenten. In einem polaren Dielektrikum erfolgt die thermische Bewegung in völliger Unordnung. Aus diesem Grund haben die elektrischen Momente eine andere Richtung und ihre Vektorsumme ist Null. Das heißt, das Dielektrikum hat kein elektrisches Moment.
Dielektrikum in einem homogenen elektrischen Feld
Platzieren wir ein Dielektrikum in einem gleichförmigen elektrischen Feld. Wir wissen bereits, dass Dipole polare und unpolare Moleküle sind. Dielektrika, die abhängig vom äußeren Feld gerichtet sind. Ihre Vektoren sind geordnet. Dann ist die Summe der Vektoren nicht Null und das Dielektrikum hat ein elektrisches Moment. Darin befinden sich positive und negative Ladungen, die sich gegenseitig kompensieren und nahe beieinander liegen. Daher wird das Dielektrikum nicht aufgeladen.
Gegenüberliegende Flächen haben unkompensierte Polarisationsladungen, die gleich sind, d.h. das Dielektrikum ist polarisiert.
Wenn Sie ein ionisches Dielektrikum nehmen und es in ein elektrisches Feld bringen, wird sich das Gitter der darin enth altenen Ionenkristalle leicht verschieben. Als Ergebnis erhält das Dielektrikum vom Ionentyp ein elektrisches Moment.
Polarisierende Ladungen bilden ein eigenes elektrisches Feld, das dem äußeren entgegengesetzt gerichtet ist. Daher ist die Intensität des elektrostatischen Feldes, das durch Ladungen in einem Dielektrikum gebildet wird, geringer als im Vakuum.
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Bei den Dirigenten wird sich ein anderes Bild entwickeln. Wenn elektrische Stromleiter in ein elektrostatisches Feld eingeführt werden, entsteht darin ein kurzzeitiger Strom, da die auf freie Ladungen wirkenden elektrischen Kräfte zum Auftreten von Bewegung beitragen. Aber jeder kennt auch das Gesetz der thermodynamischen Irreversibilität, wenn jeder Makroprozess in einem geschlossenen System und jeder Bewegung irgendwann enden muss und das System ins Gleichgewicht kommt.
Ein Leiter in einem elektrostatischen Feld ist ein Körper aus Metall, in dem sich Elektronen gegen die Kraftlinien zu bewegen beginnen undbeginnt sich auf der linken Seite anzusammeln. Der rechte Leiter gibt Elektronen ab und erhält eine positive Ladung. Wenn die Ladungen getrennt werden, erhält es sein elektrisches Feld. Dies nennt man elektrostatische Induktion.
Innerhalb des Leiters ist die elektrostatische Feldstärke null, was durch Bewegung vom Gegenteil leicht zu beweisen ist.
Eigenschaften des Ladeverh altens
Die Ladung des Leiters sammelt sich an der Oberfläche. Außerdem ist es so verteilt, dass sich die Ladungsdichte an der Krümmung der Oberfläche orientiert. Hier werden es mehr sein als anderswo.
Leiter und Halbleiter haben an Eckpunkten, Kanten und Rundungen die größte Krümmung. Hinzu kommt eine hohe Ladungsdichte. Mit ihrer Zunahme wächst auch die Spannung in der Nähe. Daher wird hier ein starkes elektrisches Feld erzeugt. Es entsteht eine Koronaladung, die dazu führt, dass Ladungen vom Leiter abfließen.
Betrachten wir einen Leiter in einem elektrostatischen Feld, dessen Innenteil entfernt wird, so findet sich ein Hohlraum. Daran wird sich nichts ändern, weil das Feld nicht war und nicht sein wird. Schließlich fehlt es per Definition im Hohlraum.
Schlussfolgerung
Wir haben uns Leiter und Dielektrika angeschaut. Jetzt können Sie ihre Unterschiede und Merkmale der Manifestation von Qualitäten unter ähnlichen Bedingungen verstehen. In einem einheitlichen elektrischen Feld verh alten sie sich also ganz anders.
