Dielektrika og ledere i et elektrisk felt

Dielektrikum og ledere i et elektrisk felt - temaet for artiklen. Følgende er de fysiske processer forekommer i og uden for kroppen. Opfordres til at læse anmeldelser om emnet elektrisk potentiale og spænding.

Elektricitet og Magnetisme

Elektricitet har været kendt siden oldtiden, men de andre oplysninger i tillæg til erkendelse af eksistensen af ​​fænomenet fører ikke. Vi lærte kun at den statiske friktion er muligt at opnå, og sagen gik i stå. Det er svært at sige, at offentligt før, men geologer mener, at magnetisme er kendt for at folk i hvert fald siden det femte århundrede f.Kr.. Resultaterne viser, at de magnetiserede klippestykker anvendes til det ukendte i det moderne Tyrkiet.

Det er kendt, at systematisering af data om magnetisme begyndte tidligere. Pioneren blev nu kendt, takket være et enkelt dokument, Peregrine. I 1269 skrev han et manuskript, som han beskrev og systematiserede data om magneter, foreslået en metode til orientering i rummet rejse. Fra det latinske "Peregrinus", "Pilgrim" - den rejsende. Allerede i århundrede e.Kr. magnet ejendom først aktivt udnyttet af kinesiske sømænd. Peregrine dissekeret en række egenskaber:

1. Magneten er altid placeret i retning fra nord til syd. Derfor finder de to poler. Det samme navn frastøde og tiltrække modsat.
2. Hvis magneten pause i halve, resulterer i to helt separat stykke med de fulde egenskaber af originalen. Få pole individuelt med enkle midler vil ikke fungere.

Med hensyn til elektricitet, fysik give absolut prioritet til Gilbert. Denne mand skabte en afhandling, hvor han indsamlede og systematiserede de tilgængelige data, en masse eksperimentere på egen hånd. Gilbert, tilfældigvis beskæftiger sig med sammenligning af magnetisme og elektricitet. Ved 1600 ingen troede om forholdet af stof og ikke havde noget at bevise. Gilbert fandt, at den elektricitet - i hans forståelse - det betragtes som en svag stof: afgiften let vaskes af med vand, sigtes og kendetegnet ved en lille kraft interaktion. Til teori og fremtidige generationer har gjort en vigtig observation:

• Magnetisk bold fra malmen - Gilbert kaldte ham Terrell - opfører sig som en jorden med følelsen af ​​handling på kompasset.
• Elektrisk vekselvirkning udbreder lige. Følgelig Gilbert var den første til korrekt kendetegnet feltlinierne.

Det tog to århundreder til menneskeheden, for at finde en lignende effekt i ledningen med strøm. Ovenstående fører til den konklusion, at undersøgelserne blev hæmmet, foruden inkvisitionen, manglen på elektricitet generator - der er intet at udføre eksperimenter. Gnid rav hår kedelig og ineffektiv. Hilbert illustration (se. Fig.) Bedt forskere til at undersøge strukturen af ​​kraftlinier i fremtiden til at forklare adfærd dielektrika og ledere i et magnetfelt.

Gilbert er krediteret med den første systematisering af materialer. Han var på udkig efter et stof, som viser evnen til at elektrificering var forskellige lister. I den sidste klasse fik de fleste metaller, de første - dielektrikum. I dag er det konstateret, at den statiske ladning er muligt at distribuere næsten ethvert organ. Men friktion erhverve usædvanlige egenskaber med fordel dielektrikum. Således Gilbert først systematiseret materialer, selv på det tidspunkt i 1600 var ude af stand til at give tilfredsstillende forklaringer.

Det menes, at den første elektrostatisk generator opfundet af Otto von Guericke. Svovl spinding bold jernbane akse gnides med håndfladerne observere gnist elektrisk udladning. Gericke fundet omfordeling af statisk elektricitet på overfladen af ​​forskellige organer. Baseret på den etablerede generator begyndte at eksperimentere, til midten af ​​det XVIII århundrede materialer blev inddelt i klasser (ledere og isolatorer) og fortegnet af ladningen af ​​den resulterende friktion. Der var en harpiksholdige (negativ) og glas (positiv) elektricitet.

Yderligere eksperimenter aktiveret ved hjælp af torsion balance (på en tynd tråd) for at etablere loven om tiltrækning og frastødning mellem de afgifter. Det gjorde Charles Coulomb. Han beskrev at kvantificere interaktionen kraft, bekræftede antagelsen om linearitet Hilbert linjer af kraft elektriske ladninger. Det tog næsten to århundreder. Coulombs lov tillod forskerne at give den første forklaring om opførslen af ​​dielektrikum og dirigenter i et elektrisk felt. Selv da det udgør en nysgerrig anordning, der kan overraske og en skeptiker ...

Elektroforus

Hvis adfærd dielektrikum i et elektrisk felt i lang tid forblev uudforsket grund Metaller Volta lærte mere om el og senere var i stand til at opfinde den berømte galvanisk kilde magt. Vi taler om elektroforuse. Enheden er ikke særlig kendt i Rusland, ophidsede sind vestlige forskere, nu fungerer som et uundværligt element i de studerendes aktiviteter. Indretningen er nu vise (og bevise), begge ledere opfører i et elektrisk felt.

Elektroforus - Statisk generator med manuel reset, metal trykning fast størrelse, den bedste måde at demonstrere den statiske elektricitet. Forestille sig, at runde substrat af træ limet tyndeste gummiplade. Volta sagde, at en tyk stykke udviser dårlige egenskaber. Men han kunne ikke forklare årsagen. I oldtiden folk ikke ved, at de isolatorer har evnen til at lagre energi af det elektriske felt i den interne struktur. Princippet anvendes nu i de fleste kondensatorer.

Et tyndt stykke mindre feltenergi absorberes og mere tilbage på overfladen i form af ladning. Friktion hurtigt bringes op til standard. Dette faktum pegede Volta. Nødvendig dæk gnide. Volta gjorde dette godt stykke uld i flere minutter.

Det endelige slag design serveret tynd metalskive helt dækker gummi. Tykkelsen vælges mindre, at egenskaberne af lederen i det elektriske felt optrådte lysere. Hvad skete der i elektroforuse:

1. Operatør gnides gummi til dannelsen af ​​en tæt elektron statisk ladning.
2. Jeg rensede uld og faldt oven på metalplade.
3. Dirigent elektrificeret indflydelse. Fordi overfladeruhed kontaktpunkterne udøvede lille, er bund disk positivt ladet. Dette er forårsaget af udstrømningen af ​​elektroner udstødes øverste felt (se. nedenfor).
4. Så operatøren kortvarigt grundstødning den øverste del af skiven et let tryk og bryde overfladen.
5. På undersiden af ​​metal "trykning" statisk forblev fri positiv ladning.

Oplevelsen blev gentaget snesevis af gange. Vidner siger om de hundredvis, og Volta sagde, at "svære at slippe af med den flydende gummi" og tilbød at gøre det sollys, stearinlys flamme, og andre stærke værktøjer. For at forstå hvordan det virker elektroforus, skal du have en forståelse af opførslen af ​​en leder i et elektrisk felt.

Adfærd leder i et elektrisk felt

Division med ledere, halvledere og isolatorer betingede. Ingen klar grænse graduering udføres af specifikke stoffer ledningsevne. Ledere godt ledende, dielektriske næsten blottet for nævnte kvalitet.

Overvej tilfældet af et ensartet felt med lige og indbyrdes parallelle kraftlinier, som i de fleste fysik lærebøger. Anbragt i en konstant felt metal begynder at blive ladet med statisk elektricitet som beskrevet ovenfor. Betydning: spænding linjer går i den retning, du ønsker at flytte en positiv ladning - så besluttede at Franklin. Men elektronerne er negative, svømme mod strømmen.

Som et resultat, dirigenten mønster fra kilden felt akkumuleres overskydende luftfartsselskaber med negativt fortegn. En metal ende modsat positiv. Processen er som følger:

1. Område trænger metallet.
2. Explorer er fuld af gratis ladningsbærere bevæger sig langs feltlinierne.
3. Omfordelingsprocessen går indtil ordentlig felt elektronbaner og frie atomer balancerer den eksterne virkning.
4. På denne konstant elektrisk felt effekt er opbrugt.

Hvad sker der, hvis feltstyrken er ikke konstant over tid? Lad os sige, på overfladen af ​​den indfaldende elektromagnetiske bølge, der forårsager den vekslende bevægelse af elektronerne i begge retninger, hvilket medfører en reaktion elektromagnetisk bølge. Så dirigenten har en afskærmning egenskaber. Affect kun halvdelen af ​​det bevises i teorien om dynamikken i formering. For at blive en komplet afskærmning effekt, er det nødvendigt at jorde metal. Hvad gøres i praksis.

dielektrisk adfærd i et elektrisk felt

Sammenhængende teori om adfærd dielektrikum i et elektrisk felt i dag ikke gør. Fysikere forklare, hvad der sker på denne måde: i de tykke stoffer er til stede dipoler dannet af den komplekse struktur af polymeren eller amorfe. Størrelse strukturer ligger inden for nanoteknologi. Molekyler har elastiske egenskaber, trænger ind i feltet dirigerer dem i overensstemmelse hermed. Den positive del forskydes langs retningen af ​​feltet, og den negative - imod.

Den dielektriske felt er i stand til at lagre energi. Det anvendes i kondensatorer. Det vises, at deres kapacitet er forøget i antal gange lig med permittivitet materiale anbragt mellem elektroderne (luft og vakuum værdi 1). Vi vil beskrive, hvad der sker:

1. Kondensatoren er i stand til at oplade kun op til niveauet af den påførte spænding.
2. Mellem pladerne skaber et felt. Dens intensitetsniveau beregnes ved forskellen af ​​elektriske potentialer.
3. Feltet virker på isolatoren. Dipoler inde starten at være styret således, at let løsne spændingsfelt.
4. Som et resultat heraf bliver spændingen over pladerne reduceres, ladeprocessen genstartes, indtil grænsen bestemt af typen af ​​dielektriske. Vi taler om permeabiliteten af ​​stoffet.

Dielektrikum i den frie tilstand har udtrykt afgift, denne effekt kaldes polarisering - oprettelsen af ​​marken. Rotationen af ​​dipolerne anses for at være en mekanisme, som manifesterer sig under påvirkning udefra. Dels de grundlæggende afgifter ud begynder at glide fra hinanden. Dipole strakt. elastiske kræfter yde bidrag til området for energilagring af den dielektriske.

Statisk ladning på materialet ikke kan anvendes indflydelse. De er godt elektrificeret af friktion og berøring. Hvilke teknikere er opmærksomme på oliebranchen. Massa tager indsats for at forhindre, at elektrificering af brændstoffet, hvilket resulterer i en eksplosiv situation. Det lettes ved, at ladningen har tendens til at bo på overfladen af ​​stoffet. Og særlige kamme let udføres neutralisering. De giver det til olieflow sti og fjernes på jordforbindelse overopladning.