Vezetők és dielektrikumokban egy elektromos mező fizika

Szereplő anyagok az elektromos mező jelentős mértékben megváltoztatja. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az anyag áll a töltött részecskék. Hiányában egy külső területen, a részecskék vannak elosztva az anyag belsejében úgy, hogy az elektromos mező által generált őket átlagosan szempontjából, amely tartalmaz egy nagy számú atomok vagy molekulák nulla. Ha külső területen okoz újraelosztása töltött részecskék és az anyag fordul elő saját elektromos mező. Teljes elektromos mező képződik összhangban szuperpozíció elve a külső tér és a belső területen által termelt töltött részecskék az anyag.

Az anyag változatos villamos tulajdonságait. A legtöbb széles osztályokba tartozó anyagok tartalmaznak vezetékek és szigetelők.

A fő jellemzője a vezetékeket - a jelenlévő szabad töltések (elektronok), amelyek részt vesznek a hőmozgás és mozoghatnak mennyiségének karmester. Tipikus vezetékek - fémek.

Hiányában bármilyen külső mező a mennyiség vezetékhez szabad negatív töltés kompenzálja a pozitív töltését ionrácsos. A vezető lépett az elektromos mezőben a szabad töltések újra elosztják, így a vezető felületén nem fordul elő kompenzált pozitív és negatív töltések (ábra. 1.5.1). Ezt a folyamatot nevezik elektrosztatikus indukció. és megjelent a vezető felületén díjak - töltés indukciós.

Indukált díjak létre a saját területén, amely kompenzálja a külső területen, azok mennyisége a karmester:

Teljes elektrosztatikus tér belsejében vezető nulla, és a potenciálokat minden pontján azonos, és egyenlő a potenciális a vezető felületén.

Minden belső vezető régió be az elektromos mező, a elektromosan. Ha eltávolít egy összeget juttatott a karmester, és a forma egy üres térbe, az elektromos mező az üregben lesz nullával egyenlő. Ennek alapja az elektrosztatikus védelmet - érzékenyek az elektromos mező eszközökkel annak érdekében, hogy elkerüljék a befolyása a területen elhelyezett, fém dobozban (ábra 1.5.2.).

ESD védelem. A mező a fém üregbe nulla

Mivel a felület a vezeték ekvipotenciális, a erővonalak a felületen kell merőlegesek legyenek.

Ellentétben vezetékek dielektrikumokon (szigetelők) nem szabad elektromos töltések. Ők alkotják a semleges atomok vagy molekulák. Töltött részecskék a semleges atom kapcsolódik egymáshoz, és nem lehet mozgatni az elektromos mező által az egész dielektrikum térfogata.

Amikor így a dielektromos egy külső elektromos mező előfordul benne néhány újraelosztása díjak tartalmazza az atomok vagy molekulák. Ennek eredményeként az újraelosztás a dielektromos a minta felületére tűnik felesleges kompenzált kapcsolódó díjakat. Minden töltött részecskék alkotják makroszkopikus kapcsolódó díjak, még mindig része atomjaik.

Kapcsolódó díjak létre egy elektromos mező, amely arra irányul, ellentétes az átütési szilárdsága külső vektor mezőben. Ezt a folyamatot nevezik dielektromos polarizáció. Ennek eredményeként, a teljes elektromos mező kisebb, mint az abszolút értéke a külső tér egy dielektromos

Fizikai mennyiség arány egyenlő a az elektromos mező napryazhennostivneshnego modul vákuumban modulba napryazhennostipolnogo mező homogén dielektromos, nazyvaetsyadielektricheskoy pronitsaemostyuveschestva.

Számos mechanizmusok dielektromos polarizáció. A legfontosabb az iránya és polarizációja az elektronok. Ezek a mechanizmusok nyilvánulnak elsősorban a polarizáció a folyékony és gáznemű dielektrikumok.

Tájékozódás vagy dipól polarizáció esetén következik poláris dielektrikumok. molekulákból álló, amelyben az eloszlása ​​a központok pozitív és negatív töltések nem esnek egybe. Az ilyen molekulák mikroszkopikus elektromos dipólusok - kombinációja két semleges töltésű, egyenlő nagyságú és ellenkező előjellel, térközzel elrendezett egymástól. Ez rendelkezik egy dipólus momentum, mint például a víz-molekula, és olyanokat is más dielektrikumok (H2 S, NO2, és így tovább. D.).

Hiányában egy külső elektromos tér tengelye molekuláris dipólusok miatt hőmozgást orientált véletlenszerűen, úgy, hogy a dielektromos felületen, és bármilyen térfogatban elem az átlagos elektromos töltés nulla.

Amikor így a dielektromos egy külső erőtérben van egy részleges irányultsága a molekuláris dipólusok. Ennek eredményeként, a dielektromos felületén jelennek kompenzálatlan makroszkopikus kötött díjak, ami egy mező felé a külső tér (ábra. 1.5.3).