Правадыр у электрастатычным полі. Праваднікі, паўправаднікі, дыэлектрыкі

Рэчывам, якія маюць свабодныя часціцы з зарадам, якія рухаюцца па целе за кошт дзеючага электрычнага поля упорядоченно, называюць правадыр у электрастатычным полі. А зарады часціц называюць свабоднымі. Дыэлектрыкі, наадварот, іх не маюць. Праваднікі і дыэлектрыкі маюць розную прыроду і ўласцівасці.

правадыр

У электрастатычным полі праваднікі - металы, шчолачныя, кіслыя і солевыя растворы, а таксама іянізаваныя газы. Носьбіты свабодных зарадаў у металах - гэта свабодныя электроны.

Пры паступленні ў аднастайнае электрычнае поле, дзе металы - праваднікі без зарада, пачнецца рух у кірунку, якое процілегла вектару напружання поля. Запасячыся на адным баку, электроны створаць адмоўны зарад, а на другім баку недастатковае іх колькасць стане прычынай з'яўлення залішняй станоўчага зарада. Атрымаецца, што зарады падзеляцца. Некампенсаванае розныя зарады ўзнікаюць пад уздзеяннем вонкавага поля. Такім чынам, яны індукаванага, а правадыр у электрастатычным полі застаецца без зарада.

Нескомпенсированные зарады

Электрызацыя, калі зарады пераразмяркоўваюцца паміж часткамі цела, называецца электрастатычнай індукцыяй. Нескомпенсированные электрычныя зарады ўтвараюць сваё цела, напружанасці ўнутраныя і знешнія процілеглыя адзін аднаму. Падзяляючыся і затым назапашваючыся на процілеглых частках правадыра, напружанасць ўнутранага поля ўзрастае. У выніку яно становіцца нулявым. Тады зарады ўраўнаважваюцца.

Пры гэтым увесь нескомпенсированный зарад знаходзіцца звонку. Гэты факт выкарыстоўваюць, каб атрымаць электрастатычных абарону, якая засцерагае прыборы ад уплыву палёў. Іх змяшчаюць у сеткі або заземленыя корпуса з металу.

дыэлектрыкі

Рэчывы без свабодных электрычных зарадаў ў стандартных умовах (гэта значыць, калі тэмпература не занадта высокая і ня нізкая) называюцца дыэлектрыкамі. Часціцы ў гэтым выпадку не могуць перасоўвацца па целе і ссоўваюцца толькі ледзь-ледзь. Таму электрычныя зарады тут звязаныя.

Дыэлектрыкі падпадзяляюцца на групы ў залежнасці ад малекулярнай будынкі. Малекулы дыэлектрыкаў першай групы асіметрычныя. Да іх адносіцца і звычайная вада, і нітрабензолу, і спірт. Іх станоўчыя і адмоўныя зарады не супадаюць. Яны выступаюць у ролі электрычных дыполяў. Такія малекулы лічацца палярнымі. Іх электрычны момант роўны канчатковаму значэнні пры ўсіх розных умовах.

Другая група складаецца з дыэлектрыкаў, у якіх малекулы маюць сіметрычнае будынак. Гэта парафін, кісларод, азот. Станоўчыя і адмоўныя зарады ў іх маюць падобнае значэнне. Калі вонкавага электрычнага поля няма, то і электрычны момант таксама адсутнічае. Гэта непалярныя малекулы.

Рознаіменныя зарады ў малекулах ў вонкавым полі маюць змешчаным цэнтры, накіраваныя ў розныя бакі. Яны ператвараюцца ў дыполі і атрымліваюць яшчэ адзін электрычны момант.

Дыэлектрыкі трэцяй групы маюць крышталічнае будынак з іёнаў.

Цікава, як паводзіць сябе дыполь ў вонкавым аднастайным поле (бо ён з'яўляецца малекулай, якая складаецца з непалярных і палярных дыэлектрыкаў).

Любы зарад дыполя надзелены сілай, кожная з якіх мае адзін і той жа модуль, але рознае кірунак (супрацьлеглае). Утвараюцца дзве сілы, якія маюць круцільныя момант, пад дзеяннем якога дыполь імкнецца павярнуцца такім чынам, каб кірунак вектараў супадала. У выніку ён атрымлівае накіраванне вонкавага поля.

У Непалярныя дыэлектрыку вонкавага электрычнага поля няма. Таму малекулы пазбаўленыя электрычных момантаў. У палярным дыэлектрыку цеплавы рух утворыцца зусiм дрэнныя. З-за гэтага электрычныя моманты маюць рознае кірунак, а іх вектарная сума - нулявая. Гэта значыць дыэлектрык не мае электрычнага моманту.

Дыэлектрык ў аднастайным электрычным полі

Змесцім дыэлектрык ў аднастайнае электрычнае поле. Мы ўжо ведаем, што дыполі - гэта малекулы палярных і непалярных дыэлектрыкаў, якія накіраваны ў залежнасці ад вонкавага поля. Іх вектары ўпарадкаваны. Тады сума вектараў не з'яўляецца нулявы, і дыэлектрык мае электрычны момант. Усярэдзіне яго маюцца станоўчыя і адмоўныя зарады, якія взаимокомпенсирумы і знаходзяцца блізка адзін ад аднаго. Таму дыэлектрык і не атрымлівае зарад.

Супрацьлеглыя паверхні маюць нескомпенсированные палярызацыйныя зарады, якія роўныя, то ёсць дыэлектрык палярызуецца.

Калі ўзяць іённы дыэлектрык і змясціць у электрычнае поле, то рашотка крышталяў з іёнаў у ім злёгку зрушыцца. У выніку дыэлектрык іённага тыпу атрымае электрычны момант.

Палярызацыйныя зарады ўтвараюць сваё электрычнае поле, якое мае супрацьлеглае кірунак з вонкавым. Таму напружанасць электрастатычнага поля, якое ўтворыцца зарадамі, змешчанымі ў дыэлектрык, атрымліваецца менш, чым у вакууме.

правадыр

Іншая карціна складзецца з правадырамі. Калі праваднікі электрычнага току ўнесці ў электрастатычнае поле, у ім паўстане кароткачасовы ток, так як дзейсныя на свабодныя зарады электрычныя сілы будуць спрыяць узнікненню руху. Але таксама ўсім вядомы закон тэрмадынамічнай незваротнасці, калі любы макропроцесс ў замкнёнай сістэме і рух павінны ў выніку скончыцца, а сістэма ўраўнаважыцца.

Правадыр у электрастатычным полі - гэта цела з металу, дзе электроны пачынаюць рух супраць сілавых ліній і пачнуць назапашвацца злева. Правадыр справа страціць электроны і атрымае станоўчы зарад. Пры падзеле зарадаў ён здабудзе сваё электрычнае поле. Гэта называецца электрастатычнай індукцыяй.

Ўнутры правадыра напружанасць электрастатычнага поля нулявая, што лёгка даказаць, рухаючыся ад адваротнага.

Асаблівасці паводзін зарада

Зарад правадыра запасіцца на паверхні. Акрамя таго, ён размяркоўваецца такім чынам, што шчыльнасць зарада арыентуецца на крывулю паверхні. Тут яна будзе больш, чым у іншых месцах.

Праваднікі і паўправаднікі маюць крывізну больш за ўсё на вастрыях кута, беражках і закругленнях. Тут жа назіраецца і вялікая шчыльнасць зарада. Разам з яе павелічэннем расце і напружанасць побач. Таму тут ствараецца моцнае электрычнае поле. З'яўляецца каронны зарад, з-за чаго сцякаюцца зарады ад правадыра.

Калі разгледзець правадыр у электрастатычным полі, у якога канфіскавана ўнутраная частка, выявіцца паражніну. Ад гэтага нічога не зменіцца, таму што поля як не было, так і не будзе. Бо ў паражніны яно адсутнічае па азначэнні.

заключэнне

Мы разгледзелі праваднікі і дыэлектрыкі. Цяпер вы можаце зразумець іх адрозненні і асаблівасці праявы якасцяў у падобных умовах. Так, у аднастайным электрычным полі яны паводзяць сябе зусім па-рознаму.