חומר שיש בו חלקיקים חופשיים עם מטען הנעים בגוף בצורה מסודרת עקב השדה החשמלי הפועל נקרא מוליך בשדה אלקטרוסטטי. והמטענים של החלקיקים נקראים חופשיים. לדיאלקטריים, לעומת זאת, אין אותם. מוליכים ודיאלקטריים הם בעלי אופי ומאפיינים שונים.
Explorer
בשדה אלקטרוסטטי, מוליכים הם מתכות, תמיסות אלקליות, חומציות ומלוחות, כמו גם גזים מיוננים. נושאי מטענים חופשיים במתכות הם אלקטרונים חופשיים.
כאשר נכנסים לשדה חשמלי אחיד, שבו מתכות הן מוליכות ללא מטען, תתחיל תנועה בכיוון המנוגד לווקטור מתח השדה. הצטברות מצד אחד, אלקטרונים ייצרו מטען שלילי, ובצד השני, כמות לא מספקת מהם תגרום להופעת מטען חיובי עודף. מסתבר שהאישומים מופרדים. חיובים שונים ללא פיצוי מתעוררים בהשפעתשדה חיצוני. לפיכך, הם מושרים, והמוליך בשדה האלקטרוסטטי נשאר ללא מטען.
חיובים ללא פיצוי
חשמל, כאשר מטענים מופצים מחדש בין חלקי הגוף, נקרא אינדוקציה אלקטרוסטטית. מטענים חשמליים ללא פיצוי יוצרים את גופם, מתחים פנימיים וחיצוניים מנוגדים זה לזה. הפרדה ואז הצטברות על חלקים מנוגדים של המוליך, עוצמת השדה הפנימי עולה. כתוצאה מכך הוא הופך לאפס. לאחר מכן יתרת החיובים.
במקרה זה, כל החיוב ללא פיצוי נמצא בחוץ. עובדה זו משמשת להשגת הגנה אלקטרוסטטית המגנה על מכשירים מהשפעת שדות. הם ממוקמים ברשתות או במארזי מתכת מוארקים.
דיאלקטרי
חומרים ללא מטענים חשמליים חופשיים בתנאים סטנדרטיים (כלומר, כאשר הטמפרטורה לא גבוהה מדי ולא נמוכה מדי) נקראים דיאלקטריים. חלקיקים במקרה זה אינם יכולים לנוע סביב הגוף והם נעקרים רק מעט. לכן, מטענים חשמליים מחוברים כאן.
דיאלקטריות מחולקות לקבוצות בהתאם למבנה המולקולרי. המולקולות של דיאלקטריות של הקבוצה הראשונה הן אסימטריות. אלה כוללים מים רגילים, ניטרובנזן ואלכוהול. המטענים החיוביים והשליליים שלהם אינם תואמים. הם פועלים כדיפולים חשמליים. מולקולות כאלה נחשבות קוטביות. הרגע החשמלי שלהם שווה לגמרערך בכל התנאים השונים.
הקבוצה השנייה מורכבת מדיאלקטריות, שבהן למולקולות מבנה סימטרי. אלה הם פרפין, חמצן, חנקן. למטענים חיוביים ושליליים יש משמעות דומה. אם אין שדה חשמלי חיצוני, אז גם אין רגע חשמלי. אלו הן מולקולות לא קוטביות.
מטענים מנוגדים במולקולות בשדה חיצוני עקרו מרכזים מכוונים לכיוונים שונים. הם הופכים לדיפולים ומקבלים עוד רגע חשמלי.
לדיאלקטריות של הקבוצה השלישית יש מבנה גבישי של יונים.
אני תוהה איך מתנהג דיפול בשדה אחיד חיצוני (אחרי הכל, זו מולקולה המורכבת מדיאלקטריות לא קוטביות וקוטביות).
כל מטען דיפול ניחן בכוח, שלכל אחד מהם אותו מודולוס, אך כיוון שונה (מנוגד). נוצרים שני כוחות בעלי מומנט סיבובי, בהשפעתו הדיפול נוטה להסתובב בצורה כזו שכיוון הווקטורים חופף. כתוצאה מכך, הוא מקבל את הכיוון של השדה החיצוני.
אין שדה חשמלי חיצוני בדיאלקטרי לא קוטבי. לכן, מולקולות נטולות רגעים חשמליים. בדיאלקטרי קוטבי, תנועה תרמית מתרחשת באי-סדר מוחלט. בגלל זה, למומנטים החשמליים יש כיוון שונה, וסכום הווקטור שלהם הוא אפס. כלומר, לדיאלקטרי אין מומנט חשמלי.
דיאלקטרי בשדה חשמלי אחיד
בואו נניח דיאלקטרי בשדה חשמלי אחיד. אנחנו כבר יודעים שדיפולים הם מולקולות קוטביות ולא קוטביות.דיאלקטריות המכוונות בהתאם לשדה החיצוני. הוקטורים שלהם מסודרים. אז סכום הוקטורים אינו אפס, ולדיאלקטרי יש מומנט חשמלי. בתוכו יש מטענים חיוביים ושליליים, המתוגמלים הדדי וקרובים זה לזה. לכן, הדיאלקטרי אינו מקבל טעינה.
למשטחים מנוגדים יש מטעני קיטוב לא מתוגמלים שווים, כלומר הדיאלקטרי מקוטב.
אם אתה לוקח דיאלקטרי יוני ומניח אותו בשדה חשמלי, אזי הסריג של גבישי היונים בו ישתנה מעט. כתוצאה מכך, הדיאלקטרי מסוג יון יקבל מומנט חשמלי.
מטענים מקטבים יוצרים שדה חשמלי משלהם, שיש לו כיוון הפוך לזה החיצוני. לכן, עוצמת השדה האלקטרוסטטי, שנוצר ממטענים הממוקמים בדיאלקטרי, קטנה מאשר בוואקום.
Explorer
תתפתח תמונה אחרת עם המנצחים. אם מוכנסים מוליכים של זרם חשמלי לשדה אלקטרוסטטי, ייווצר בו זרם קצר טווח, שכן הכוחות החשמליים הפועלים על מטענים חופשיים יתרמו להתרחשות התנועה. אבל כולם גם מכירים את חוק האי-הפיך התרמודינמית, כאשר כל מאקרו-תהליך במערכת סגורה ותנועה חייבת להסתיים בסופו של דבר, והמערכת תתאזן.
מוליך בשדה אלקטרוסטטי הוא גוף עשוי מתכת, שבו אלקטרונים מתחילים לנוע כנגד קווי הכוח והיתחיל להצטבר משמאל. המוליך מימין יאבד אלקטרונים ויקבל מטען חיובי. כאשר המטענים מופרדים, הוא ירכוש את השדה החשמלי שלו. זה נקרא אינדוקציה אלקטרוסטטית.
בתוך המוליך, עוצמת השדה האלקטרוסטטית היא אפס, מה שקל להוכיח על ידי תנועה מההפך.
תכונות של התנהגות טעינה
המטען של המוליך מצטבר על פני השטח. בנוסף, הוא מופץ בצורה כזו שצפיפות המטען מכוונת לעקמומיות המשטח. כאן זה יהיה יותר מאשר במקומות אחרים.
למוליכים ולמוליכים למחצה יש את העקמומיות הגבוהה ביותר בנקודות פינות, בקצוות ובעיגולים. יש גם צפיפות מטען גבוהה. לצד עלייתו, המתח גובר גם בקרבת מקום. לכן נוצר כאן שדה חשמלי חזק. מופיע מטען קורונה, הגורם למטענים לזרום מהמוליך.
אם ניקח בחשבון מוליך בשדה אלקטרוסטטי, שממנו יוסר החלק הפנימי, יימצא חלל. שום דבר לא ישתנה מזה, כי השדה לא היה ולא יהיה. הרי הוא נעדר בחלל בהגדרה.
מסקנה
בדקנו מוליכים ודיאלקטריות. עכשיו אתה יכול להבין את ההבדלים שלהם ואת התכונות של ביטוי של תכונות בתנאים דומים. אז, בשדה חשמלי אחיד, הם מתנהגים אחרת לגמרי.
