Vielu, kurā ir brīvas daļiņas ar lādiņu, kas kārtīgi pārvietojas pa ķermeni iedarbīgā elektriskā lauka dēļ, sauc par elektrostatiskā lauka vadītāju. Un daļiņu lādiņus sauc par brīviem. Savukārt dielektriķiem tādu nav. Vadītājiem un dielektriķiem ir atšķirīgs raksturs un īpašības.
Explorer
Elektrostatiskajā laukā vadītāji ir metāli, sārmaini, skābi un sāls šķīdumi, kā arī jonizētas gāzes. Brīvo lādiņu nesēji metālos ir brīvie elektroni.
Ieejot vienmērīgā elektriskajā laukā, kur metāli ir vadītāji bez lādiņa, kustība sāksies virzienā, kas ir pretējs lauka sprieguma vektoram. Uzkrājoties vienā pusē, elektroni radīs negatīvu lādiņu, bet, no otras puses, nepietiekams to daudzums izraisīs liekā pozitīvā lādiņa parādīšanos. Izrādās, ka apsūdzības ir nošķirtas. Nekompensētas dažādas maksas rodas reibumāārējais lauks. Tādējādi tie tiek inducēti, un vadītājs elektrostatiskajā laukā paliek bez lādiņa.
Nekompensētas maksas
Elektrifikāciju, kad lādiņi tiek pārdalīti starp ķermeņa daļām, sauc par elektrostatisko indukciju. Viņu ķermeni veido nekompensēti elektriskie lādiņi, iekšējie un ārējie sasprindzinājumi ir pretēji viens otram. Atdaloties un pēc tam uzkrājoties uz pretējām vadītāja daļām, palielinās iekšējā lauka intensitāte. Rezultātā tas kļūst par nulli. Pēc tam maksājumu atlikums.
Šajā gadījumā visa nekompensētā maksa ir ārpusē. Šo faktu izmanto, lai iegūtu elektrostatisko aizsardzību, kas aizsargā ierīces no lauku ietekmes. Tie ir ievietoti režģos vai iezemētos metāla korpusos.
Dielektrika
Vielas bez bezmaksas elektriskā lādiņa standarta apstākļos (tas ir, ja temperatūra nav ne pārāk augsta, ne pārāk zema) sauc par dielektriķiem. Daļiņas šajā gadījumā nevar pārvietoties pa ķermeni un ir tikai nedaudz pārvietotas. Tāpēc šeit ir pievienoti elektriskie lādiņi.
Dielektriķus iedala grupās atkarībā no molekulārās struktūras. Pirmās grupas dielektriķu molekulas ir asimetriskas. Tie ietver parasto ūdeni, nitrobenzolu un spirtu. Viņu pozitīvie un negatīvie lādiņi nesakrīt. Tie darbojas kā elektriskie dipoli. Šādas molekulas tiek uzskatītas par polārām. Viņu elektriskais moments ir vienāds ar fināluvērtība visos dažādos apstākļos.
Otro grupu veido dielektriķi, kuros molekulām ir simetriska struktūra. Tie ir parafīns, skābeklis, slāpeklis. Pozitīvajiem un negatīvajiem lādiņiem ir līdzīga nozīme. Ja nav ārējā elektriskā lauka, tad nav arī elektriskā momenta. Tās ir nepolāras molekulas.
Molekulu pretējie lādiņi ārējā laukā ir nobīdījuši centrus, kas vērsti dažādos virzienos. Tie pārvēršas par dipoliem un iegūst vēl vienu elektrisko momentu.
Trešās grupas dielektriķiem ir jonu kristāliska struktūra.
Nez, kā dipols uzvedas ārējā vienmērīgā laukā (galu galā tā ir molekula, kas sastāv no nepolāriem un polāriem dielektriķiem).
Jebkurš dipola lādiņš ir apveltīts ar spēku, kuram katram ir vienāds modulis, bet atšķirīgs virziens (pretējs). Veidojas divi spēki, kuriem ir rotācijas moments, kuru ietekmē dipols mēdz griezties tā, ka vektoru virziens sakrīt. Rezultātā viņš iegūst ārējā lauka virzienu.
Nepolārā dielektrikā nav ārēja elektriskā lauka. Tāpēc molekulām nav elektrisko momentu. Polārā dielektrikā termiskā kustība notiek pilnīgā nekārtībā. Šī iemesla dēļ elektriskajiem momentiem ir atšķirīgs virziens, un to vektoru summa ir nulle. Tas nozīmē, ka dielektriķim nav elektriskā momenta.
Dielektrisks vienmērīgā elektriskajā laukā
Ievietosim dielektriķi vienmērīgā elektriskajā laukā. Mēs jau zinām, ka dipoli ir polāras un nepolāras molekulas.dielektriķi, kas tiek virzīti atkarībā no ārējā lauka. To vektori ir sakārtoti. Tad vektoru summa nav nulle, un dielektriķim ir elektriskais moments. Tā iekšpusē ir pozitīvi un negatīvi lādiņi, kas ir savstarpēji kompensēti un atrodas tuvu viens otram. Tāpēc dielektriķis nesaņem lādiņu.
Pretējām virsmām ir nekompensēti polarizācijas lādiņi, kas ir vienādi, t.i., dielektriķis ir polarizēts.
Ja paņemat jonu dielektriķi un novietojat to elektriskajā laukā, tad jonu kristālu režģis tajā nedaudz nobīdīsies. Rezultātā jonu tipa dielektriķis saņems elektrisko momentu.
Polarizējošie lādiņi veido savu elektrisko lauku, kuram ir pretējs virziens ar ārējo. Tāpēc elektrostatiskā lauka intensitāte, ko veido dielektrikā ievietoti lādiņi, ir mazāka nekā vakuumā.
Explorer
Ar diriģentiem izveidosies cita aina. Ja elektrostatiskajā laukā tiek ievadīti elektriskās strāvas vadītāji, tajā radīsies īslaicīga strāva, jo elektriskie spēki, kas iedarbojas uz brīviem lādiņiem, veicinās kustības rašanos. Bet visi zina arī termodinamiskās neatgriezeniskuma likumu, kad jebkuram makroprocesam slēgtā sistēmā un kustībā beidzot ir jābeidzas, un sistēma līdzsvarosies.
Elektrostatiskā lauka vadītājs ir no metāla izgatavots ķermenis, kurā elektroni sāk kustēties pret spēka līnijām unsāks uzkrāties pa kreisi. Labajā pusē esošais vadītājs zaudēs elektronus un iegūs pozitīvu lādiņu. Kad lādiņi tiek atdalīti, tas iegūs savu elektrisko lauku. To sauc par elektrostatisko indukciju.
Vadītāja iekšpusē elektrostatiskā lauka intensitāte ir nulle, ko ir viegli pierādīt, pārvietojoties no pretējās puses.
Uzlādes darbības iezīmes
Vadītāja lādiņš uzkrājas uz virsmas. Turklāt tas ir sadalīts tā, lai lādiņa blīvums būtu orientēts uz virsmas izliekumu. Šeit to būs vairāk nekā citās vietās.
Vadītājiem un pusvadītājiem ir visvairāk izliekuma stūru punktos, malās un noapaļojumos. Ir arī augsts uzlādes blīvums. Līdz ar tās pieaugumu tuvumā pieaug arī spriedze. Tāpēc šeit tiek izveidots spēcīgs elektriskais lauks. Parādās korona lādiņš, izraisot lādiņu izplūšanu no vadītāja.
Ja ņemam vērā vadītāju elektrostatiskajā laukā, no kura tiek noņemta iekšējā daļa, tiks atrasts dobums. No tā nekas nemainīsies, jo lauks nav bijis un nebūs. Galu galā tā dobumā pēc definīcijas nav.
Secinājums
Mēs apskatījām vadītājus un dielektriķus. Tagad jūs varat saprast to atšķirības un īpašību izpausmes iezīmes līdzīgos apstākļos. Tātad vienmērīgā elektriskajā laukā tie uzvedas pavisam savādāk.
