Dielektrika und Leiter in einem elektrischen Feld

Dielektrika und Leitern in einem elektrischen Feld - das Thema des Artikels. Im folgenden werden die auftretenden physikalischen Vorgänge innerhalb und außerhalb des Körpers. Beratung die Bewertungen zum Thema elektrischen Potentials und Spannung zu lesen.

Elektrizität und Magnetismus

Elektrizität ist seit der Antike bekannt, aber die andere Information zusätzlich zur Anerkennung der Existenz des Phänomens führt nicht. Wir haben gelernt, nur dass die Haftreibung ist möglich, zu erhalten, und der Fall ins Stocken geraten. Es ist schwierig, zu sagen, dass öffentlich vor, aber Geologen glauben, dass Magnetismus Menschen seit mindestens die V Jahrhundert vor Christus bekannt ist. Die Ergebnisse zeigen, dass die magnetisierten Felsstücke für das Unbekannte in der modernen Türkei eingesetzt.

Es ist bekannt, dass die Systematisierung von Daten auf Magnetismus früher begann. Der Pionier wurde jetzt bekannt, dank einem einzigen Dokument, Peregrine. 1269 schrieb er ein Manuskript, das er beschrieben und systematisiert Daten auf Magneten, ein Verfahren zur Orientierung in der Raumfahrt vorgeschlagen. Aus dem Lateinischen „Peregrinus“, „Pilgrim“ - der Reisende. Bereits im ersten Jahrhundert nach Christus Magneten Eigenschaft wird durch chinesisch Seeleute aktiv ausgenutzt. Peregrine seziert eine Reihe von Eigenschaften:

1. Der Magnet ist immer in Richtung befindet sich von Norden nach Süden. Daher findet die beiden Pole. Der gleiche Name entgegengesetzt abstoßen und anziehen.
2. Wenn der Magnet Pause in der Hälfte, ergeben sich zwei völlig getrennte Stück die vollen Eigenschaften des Originals sind. Holen Pol individuell mit einfachen Mitteln wird nicht funktionieren.

Im Hinblick auf Strom, gibt Physik absolute Priorität Gilbert. Dieser Mann schuf eine Abhandlung, wo er gesammelt und systematisiert die verfügbaren Daten eine Menge auf ihre eigenen zu experimentieren. Gilbert, engagiert zufällig im Vergleich des Magnetismus und der Elektrizität. 1600 dachte niemand über das Verhältnis von Materie und hatte nichts zu beweisen. Gilbert stellte fest, dass der Strom - in seinem Verständnis - es ist eine schwache Substanz angesehen wird: die Ladung leicht mit Wasser, gesiebt und gekennzeichnet durch eine geringe Kraft der Wechselwirkung abgewaschen. Für Theorie und zukünftige Generationen eine wichtige Beobachtung gemacht:

• Magnetic Ball aus dem Erz - Gilbert nannte ihn Terrell - verhält sich wie ein Boden mit dem Gefühl der Aktion auf dem Kompass.
• Elektrische Wechselwirkung pflanzt sich gerade. Folglich war die erste Gilbert korrekt die Feldlinien gekennzeichnet.

Es dauerte zwei Jahrhunderte der Menschheit, mit Strom einen ähnlichen Effekt in dem Draht zu finden. Die oben führt zu dem Schluss, dass die Studien wurden neben der Inquisition behindert, den Mangel an Stromerzeuger - es gibt nichts, Experimente durchzuführen. Rub Bernstein Haar mühsam und ineffizient. Hilbert Abbildung (siehe. Abb.) Aufgefordert, die Forscher die Struktur der Kraftlinien in der Zukunft helfen zu untersuchen das Verhalten von Dielektrika und Leiter in einem Magnetfeld zu erklären.

Gilbert ist mit der ersten Systematisierung von Materialien gutgeschrieben. Er wurde für eine Substanz suchen, um die Fähigkeit zur Elektrifizierung zeigt, wurde verschiedene Listen. In der letzten Klasse bekam die meisten Metalle, das erste - Dielektrika. Heute fand es, dass die statische Aufladung möglich ist praktisch jeden Körper zu verteilen. Aber Reibung acquire ungewöhnliche Eigenschaften vorteilhaft Dielektrika. So Gilbert erste Materialien systematisierte, obwohl zu der Zeit im Jahr 1600 nicht in der Lage war zufriedenstellend Erklärungen zu geben.

Es wird angenommen, dass der erste elektrostatische Generator von Otto von Guericke erfunden. Sulfur Spinnkugelschienenachse rieb mit den Handflächen Funken elektrische Entladung beobachtet wird. Gericke gefunden Umverteilung von statischer Elektrizität auf den Oberflächen von verschiedenen Körpern. Basierend auf dem etablierten Generator begann zu experimentieren, bis in der Mitte der XVIII Jahrhundert Materialien eingeteilt in Klassen (Leiter und Isolator) und das Vorzeichen der Ladung der entstehenden Reibung. Es war eine harzige (negativ) und das Glas (positiv) Strom.

Weitere Experimente aktiviert durch Torsionsbalken Verwendung (auf einem dünnen Faden), um das Gesetz der Anziehung und Abstoßung zwischen den Ladungen zu etablieren. Es machte Charles Coulomb. Er beschrieb die Wechselwirkungskraft zu quantifizieren, bestätigte die Annahme der Linearität Hilbert Kraftlinien von elektrischen Ladungen. Es dauerte fast zwei Jahrhunderte. Coulomb-Gesetz erlaubt die Wissenschaftler die erste Erklärung über das Verhalten von Dielektrika und Leitern in einem elektrischen Feld zu geben. Selbst dann stellt es eine merkwürdige Einrichtung, die Überraschung und ein Skeptiker ...

Elektroforus

Wenn das Verhalten von Dielektrika in einem elektrischen Feld für eine lange Zeit blieb unerforscht wegen Metals Volta lernte mehr über Elektrizität und später konnte die bekannte galvanische Quelle erfinden Macht. Wir sprechen über elektroforuse. Das Gerät ist nicht sehr gut in Russland bekannt, den Geist des westlichen Gelehrten aufgewühlt, dient heute als unverzichtbares Element der Aktivitäten der Studenten. Die Vorrichtung wird nun zeigen (und beweist), beide Leiter in einem elektrischen Feld verhalten.

Elektroforus - statischer Generator mit manueller Rückstellung, Metalldruck fester Größe, der besten Weg, um die statische Elektrizität zu demonstrieren. Stellen Sie sich vor, dass der Rundholzsubstrat aus dünnsten Gummifolie verklebt. Volta gesagt, dass ein dickes Stück minderwertige Eigenschaften aufweist. Aber er kann den Grund nicht erklären. In den alten Zeiten die Menschen nicht wissen, dass die Isolatoren die Fähigkeit zu speichern Energie des elektrischen Feldes in der inneren Struktur haben. Das Prinzip ist nun in der Mehrzahl der Kondensatoren verwendet.

Ein dünnes Stück von weniger Feldenergie absorbiert, und mehr auf der Oberfläche in Form von Ladung nach links. Reibung schnell gebracht bis zum Standard. Diese Tatsache zeigte Volta. Erforderliche Reifen reiben. Volta hat das gute Stück Wolle für einige Minuten.

Die endgültige Anschlagentwurf diente dünne Metallscheibe vollständig abdeckt Gummi. Die Dicke wird so gewählt, dass weniger die Eigenschaften des Leiters in dem elektrischen Feld heller erscheint. Was geschah in elektroforuse:

1. Operator gerieben Gummi zur Bildung eines dichten Elektronen statische Aufladung.
2. Ich reinigte Wolle und fiel auf der Oberseite der Metallplatte.
3. Leiter elektrifiziert Einfluss. Da die Oberflächenrauhigkeit der Kontaktpunkte ausgeübt wenig, wird Bodenscheibe positiv geladen. Dies wird verursacht durch den Abfluss von Elektronen ausgestoßen oberes Feld (siehe. unten).
4. Dann Erdung der Bedienungsperson kurzzeitig den oberen Teil der Platte eine leichte Berührung und die Oberfläche unterbrechen.
5. Auf der Unterseite des Metall „Drucken“ statisch blieb frei positive Ladung.

Die Erfahrung war Dutzende Male wiederholt. Zeugen sagen, über die Hunderte und Volta sagte, dass „harte des Fluid Gummi loszuwerden“ und bot es Sonnenlicht, Kerzenflamme und andere leistungsfähige Werkzeuge zu tun. Um zu verstehen, wie es funktioniert elektroforus, müssen Sie ein Verständnis für das Verhalten eines Leiters in einem elektrischen Feld haben.

Behavior Leiter in einem elektrischen Feld

Division durch Leiter, Halbleiter und bedingte Isolatoren. Keine klare Grenze Gradation wird durch spezifische Substanzen Leitfähigkeit durchgeführt. Leiter gut leitende, dielektrische praktisch der Qualität frei.

Betrachten wir den Fall eines gleichförmigen Feld mit geraden und parallel zueinander verlaufenden Kraftlinien, wie in den meisten Lehrbüchern der Physik. Untergebracht in einem konstanten Feld Metall beginnt mit statischer Elektrizität aufgeladen zu werden, wie oben beschrieben. Bedeutung: Spannungslinien gehen in die Richtung, die Sie eine positive Ladung bewegen wollen - so entschied nach Franklin. Aber die Elektronen sind negativ, gegen den Strom schwimmen.

Im Ergebnis sammelt ich das Leitermuster aus dem Quellfeld überschüssige Träger mit negativen Vorzeichen. Ein Metall Ende gegenüber positiv. Das Verfahren ist wie folgt:

1. Feld dringt das Metall.
2. Explorer ist voll von freien Ladungsträgern entlang der Feldlinien bewegen.
3. Umverteilungsprozess geht, bis die richtige Feldelektronenbahnen und freie Atome der externen Auswirkungen ausgleicht.
4. Bei diesem konstanten Effekt elektrischen Feldes ist erschöpft.

Was passiert, wenn die Feldstärke über die Zeit nicht konstant ist? Sagen wir, die auf der Oberfläche der einfallenden elektromagnetischen Welle, in beiden Richtungen, um die alternierenden Bewegung der Elektronen verursacht, wodurch eine elektromagnetische Antwortwelle. So hat der Leiter eine Abschirmungseigenschaften. Beeinflussen nur die Hälfte davon ist in der Theorie der Dynamik der Ausbreitung unter Beweis gestellt. Um eine vollständige Abschirmwirkung zu werden, ist es erforderlich, Metall zu erden. Was wird in der Praxis getan.

dielektrisches Verhalten in einem elektrischen Feld

Coherent Theorie über das Verhalten von Dielektrika in einem elektrischen Feld heute nicht. Physiker erklären, was auf diese Weise geschieht: in den dicken Substanzen durch die komplexe Struktur des Polymers oder amorph gebildet vorliegenden Dipole sind. Größe Strukturen liegen auf dem Gebiet der Nanotechnologie. Moleküle besitzen elastische Eigenschaften, durchdringen in dem Feld lenkt sie entsprechend. Der positive Teil ist entlang der Richtung des Feldes versetzt ist, und der negativen - gegen.

Das dielektrische Feld ist in der Lage, Energie zu speichern. Es wird in Kondensatoren verwendet. Es wird gezeigt, dass ihre Kapazität in der Anzahl von Malen, die gleich die Dielektrizitätskonstante des Materials zwischen den Elektroden (Luft- und Vakuumwert ist 1) platziert wird erhöht. Wir werden beschreiben, was passiert:

1. Der Kondensator ist in der Lage bis zu der Höhe der angelegten Spannung nur zu berechnen.
2. Zwischen den Platten erzeugt ein Feld. Seine Intensität wird durch die Differenz der elektrischen Potentiale berechnet.
3. Das Feld wirkt auf den Isolator. Dipole innerhalb Starts geführt werden, um so leicht das Spannungsfeld zu lösen.
4. Als Ergebnis wird die Spannung über die Platten reduziert wird, wird der Ladevorgang fortgesetzt, bis die Begrenzung durch die Art des Dielektrikums bestimmt. Wir sprechen über die Durchlässigkeit des Stoffes.

Dielektrika im freien Zustand hat Ladung ausgedrückt wird dieser Effekt Polarisation genannt - die Schaffung des Feldes. Die Drehung der Dipole ist als ein Mechanismus sein, der sich unter äußerem Einfluss manifestiert. Zweitens beginnt die Grundgebühr zusätzlich auseinander driften. Dipole gestreckt. elastischen Kräfte machen Beitrag auf dem Gebiet der Energiespeicherung des Dielektrikums.

Statische Ladung auf dem Material kann nicht Einfluss angewandt werden. Sie sind gut durch Reibung und Berührung elektrisiert. Welche Ingenieure sind sich der Ölgeschäft. Massa nimmt Bemühung, die Elektrifizierung des Kraftstoffs zu verhindern, in einer explosiven Situation zur Folge hat. Es wird dadurch erleichtert, dass die Ladung auf der Oberfläche des Stoffes zu bleiben neigt. Und spezieller Kamm durchgeführt leicht neutralisiert. Sie geben ihm zu Ölflussweg und ist auf der Erdungsüberladungs ​​entfernt.