Medžiaga, turinti laisvųjų dalelių, kurių krūvis tvarkingai juda per kūną dėl veikiančio elektrinio lauko, vadinama elektrostatinio lauko laidininku. O dalelių krūviai vadinami laisvaisiais. Kita vertus, dielektrikai jų neturi. Laidininkai ir dielektrikai turi skirtingą pobūdį ir savybes.
Explorer
Elektrostatiniame lauke laidininkai yra metalai, šarminiai, rūgštiniai ir druskos tirpalai, taip pat jonizuotos dujos. Metalų laisvųjų krūvių nešėjai yra laisvieji elektronai.
Įeinant į vienodą elektrinį lauką, kuriame metalai yra laidininkai be krūvio, prasidės judėjimas priešinga lauko įtampos vektoriui kryptimi. Vienoje pusėje susikaupę elektronai sukurs neigiamą krūvį, o iš kitos pusės dėl nepakankamo jų kiekio atsiras perteklinis teigiamas krūvis. Pasirodo, k altinimai yra atskirti. Nekompensuoti skirtingi mokesčiai atsiranda veikiantišorinis laukas. Taigi jie indukuojami, o laidininkas elektrostatiniame lauke lieka be krūvio.
Nekompensuoti mokesčiai
Elektrifikacija, kai krūviai perskirstomi tarp kūno dalių, vadinama elektrostatine indukcija. Jų kūną formuoja nekompensuoti elektros krūviai, vidinės ir išorinės įtampos yra priešingos viena kitai. Atsiskiriant ir kaupiant ant priešingų laidininko dalių, vidinio lauko intensyvumas didėja. Dėl to jis tampa lygus nuliui. Tada mokesčių likutis.
Šiuo atveju visas nekompensuotas mokestis yra išorėje. Šis faktas naudojamas norint gauti elektrostatinę apsaugą, kuri apsaugo įrenginius nuo laukų įtakos. Jie dedami į tinklelius arba įžemintus metalinius dėklus.
Dielektrika
Medžiagos, neturinčios laisvų elektros krūvių standartinėmis sąlygomis (tai yra, kai temperatūra nėra nei per aukšta, nei per žema), vadinamos dielektrikais. Šiuo atveju dalelės negali judėti aplink kūną ir yra tik šiek tiek pasislinkusios. Todėl čia prijungiami elektros krūviai.
Dielektrikai skirstomi į grupes, priklausomai nuo molekulinės sandaros. Pirmosios grupės dielektrikų molekulės yra asimetriškos. Tai yra paprastas vanduo, nitrobenzenas ir alkoholis. Jų teigiami ir neigiami krūviai nesutampa. Jie veikia kaip elektriniai dipoliai. Tokios molekulės laikomos polinėmis. Jų elektrinis momentas lygus galutiniamvertė visomis skirtingomis sąlygomis.
Antrąją grupę sudaro dielektrikai, kurių molekulės turi simetrišką struktūrą. Tai parafinas, deguonis, azotas. Teigiami ir neigiami krūviai turi panašią reikšmę. Jei nėra išorinio elektrinio lauko, tai nėra ir elektrinio momento. Tai nepolinės molekulės.
Molekulių priešingi krūviai išoriniame lauke turi išstumti centrus, nukreiptus skirtingomis kryptimis. Jie virsta dipoliais ir gauna dar vieną elektros momentą.
Trečiosios grupės dielektrikai turi kristalinę jonų struktūrą.
Įdomu, kaip dipolis elgiasi išoriniame vienodame lauke (juk tai molekulė, susidedanti iš nepolinių ir polinių dielektrikų).
Bet koks dipolio krūvis yra aprūpintas jėga, kurių kiekvienas turi tą patį modulį, bet skirtingą kryptį (priešingą). Susidaro dvi jėgos, turinčios sukimosi momentą, kurio įtakoje dipolis linkęs pasisukti taip, kad vektorių kryptis sutampa. Dėl to jis gauna išorinio lauko kryptį.
Nepoliniame dielektrike nėra išorinio elektrinio lauko. Todėl molekulėse nėra elektrinių momentų. Poliariniame dielektrike terminis judėjimas vyksta visiškai netvarkingai. Dėl šios priežasties elektriniai momentai turi skirtingą kryptį, o jų vektorių suma lygi nuliui. Tai reiškia, kad dielektrikas neturi elektros momento.
Dielektrikas vienodame elektriniame lauke
Įdėkite dielektriką į vienodą elektrinį lauką. Mes jau žinome, kad dipoliai yra polinės ir nepolinės molekulės.dielektrikai, kurie yra nukreipti priklausomai nuo išorinio lauko. Jų vektoriai yra išdėstyti. Tada vektorių suma nėra lygi nuliui, o dielektrikas turi elektrinį momentą. Jo viduje yra teigiami ir neigiami krūviai, kurie yra tarpusavyje kompensuojami ir yra arti vienas kito. Todėl dielektrikas negauna krūvio.
Priešiniai paviršiai turi nekompensuotus poliarizacijos krūvius, kurie yra vienodi, t. y. dielektrikas yra poliarizuotas.
Jei paimsite joninį dielektriką ir pastatysite jį į elektrinį lauką, jonų kristalų gardelė jame šiek tiek pasislinks. Dėl to jonų tipo dielektrikas gaus elektrinį momentą.
Poliarizuojantys krūviai sudaro savo elektrinį lauką, kurio kryptis yra priešinga išoriniam. Todėl elektrostatinio lauko, kurį sudaro krūviai, patalpinti į dielektriką, intensyvumas yra mažesnis nei vakuume.
Explorer
Su dirigentais susidarys kitoks vaizdas. Jei elektros srovės laidininkai įvedami į elektrostatinį lauką, jame atsiras trumpalaikė srovė, nes laisvuosius krūvius veikiančios elektros jėgos prisidės prie judėjimo. Tačiau visi žino ir termodinaminio negrįžtamumo dėsnį, kai bet koks makroprocesas uždaroje sistemoje ir judėjimas galiausiai turi baigtis ir sistema susibalansuos.
Elektrostatinio lauko laidininkas yra metalinis kūnas, kuriame elektronai pradeda judėti prieš jėgos linijas irpradės kauptis kairėje. Dešinėje esantis laidininkas praras elektronus ir įgis teigiamą krūvį. Kai krūviai bus atskirti, jis įgaus elektrinį lauką. Tai vadinama elektrostatine indukcija.
Laidžio viduje elektrostatinio lauko stipris yra lygus nuliui, o tai lengva įrodyti judant iš priešingos pusės.
Įkrovimo ypatybės
Laidžio krūvis kaupiasi paviršiuje. Be to, jis pasiskirsto taip, kad krūvio tankis būtų orientuotas į paviršiaus kreivumą. Čia jo bus daugiau nei kitose vietose.
Laidininkai ir puslaidininkiai turi didžiausią kreivumą kampų taškuose, briaunose ir apvalinimuose. Taip pat yra didelis įkrovimo tankis. Kartu su jos didėjimu šalia auga ir įtampa. Todėl čia sukuriamas stiprus elektrinis laukas. Atsiranda vainiko užtaisas, dėl kurio iš laidininko išteka krūviai.
Jei laikysime elektrostatiniame lauke esantį laidininką, iš kurio pašalinama vidinė dalis, bus rasta ertmė. Nuo to niekas nepasikeis, nes lauko nebuvo ir nebus. Juk pagal apibrėžimą jo ertmėje nėra.
Išvada
Pažiūrėjome į laidininkus ir dielektrikus. Dabar galite suprasti jų skirtumus ir savybių pasireiškimo panašiomis sąlygomis ypatybes. Taigi vienodame elektriniame lauke jie elgiasi visiškai skirtingai.
