Eristeet ja johtimien sähkökentässä - teema artikkelin. Seuraavassa on esitetty fysikaaliset prosessit tapahtuvat sisäpuolella ja kehon ulkopuolella. Neuvoa lukemaan arvosteluja aiheesta sähköinen potentiaali ja jännite.
Sähkö ja magnetismi
Sähkö on tunnettu antiikin ajoista lähtien, mutta muut tiedot lisäksi tunnustuksena ilmiön olemassaolon ei johda. Opimme vain, että kitkaa on mahdollista saada, ja tapaus pysähtynyt. On vaikea sanoa, että julkisesti ennen, mutta geologit uskovat, että magnetismi tiedetään ihmisiä, koska ainakin V-luvulla eaa. Tulosten mukaan magnetoiduilla palaset rock käytetään tuntemattoman modernin Turkin.
Tiedetään, että systematisointi tiedon magneettisuuden alkoi aikaisemmin. Pioneeri oli nyt tiedossa, kiitos yksi asiakirja, muuttohaukka. Vuonna 1269 hän kirjoitti käsikirjoitus, jonka hän on kuvattu ja systematized tietoja magneetteja, ehdotettu menetelmä suunta avaruudessa matkustaa. Latinan "Peregrinus", "Pilgrim" - matkustaja. Jo ensimmäisellä vuosisadalla magneetti kiinteistö aktiivisesti hyväkseen Kiinan merimiehet. Peregrine leikataan useita ominaisuuksia:
- Magneetti sijaitsee aina siihen suuntaan pohjoisesta etelään. Siksi löytää kaksi napaa. Samannimisen hylkivät ja houkutella vastakkain.
- Jos magneetti tauon puoli, johtaa kaksi täysin erillinen kappale, jolla on täysi ominaisuudet alkuperäisen. Get napa erikseen yksinkertaisin keinoin ei toimi.
Sähkön osalta, fysiikan ehdottomalle etusijalle Gilbert. Tämä mies loi tutkielma, jossa hän keräsi ja systematisoitiin saatavilla olevat tiedot, paljon kokeilemalla omaan. Gilbert, sattumalta harjoittavat verrattuna magnetismin ja sähkön. Vuoteen 1600 kukaan ajatellut suhdetta asia eikä sillä ollut mitään todistaa. Gilbert havaittu, että sähköä - hänen ymmärtäminen - se pidetään heikkona aine: maksu on helppo pestä pois vedellä, seulottiin ja tunnettu siitä, että pieni voima vuorovaikutusta. Teoria ja tuleville sukupolville on tehnyt tärkeä havainto:
- Magneettinen pallo malmista - Gilbert kutsui häntä Terrell - käyttäytyy kuin maahan tunnetta toimia kompassin.
- Sähköiset vuorovaikutus etenee suoraan. Näin ollen, Gilbert oli ensimmäinen oikein tunnettu kenttäviivat.
Kesti kaksi vuosisataa ihmiskunnalle, löytää samanlainen vaikutus lanka nykyisen. Edellä esitetyn perusteella voidaan päätellä, että tutkimuksia haittasi lisäksi inkvisitio, puute sähköntuottaja - mikään ei tehdä kokeiluja. Hiero meripihka hiukset tylsiä ja tehoton. Hilbert kuva (ks. Kuva) on johtanut tutkijat tutkimaan rakenteen voimalinjoihin tulevaisuudessa auttavat selittämään käyttäytymistä eristeitä ja johtimien magneettikentässä.
Gilbert on hyvitetään ensimmäisen systematisointi materiaaleista. Hän oli etsimässä aine osoittaa kykyä sähköistäminen on eri luetteloita. Viimeisessä luokassa sai useimpien metallien, ensimmäinen - eristeitä. Nykyään se totesi, että staattinen varaus on mahdollista jakaa lähes minkä tahansa kehon. Mutta kitka hankkia epätavallinen ominaisuuksia edullisesti eristeitä. Siten, Gilbert ensimmäinen systematisoitu materiaaleja, vaikka aika 1600 ei kyennyt antamaan tyydyttäviä selityksiä.
Uskotaan, että ensimmäinen sähköstaattinen generaattori keksi Otto von Guericke. Rikki pyörivä pallo rautatiereitti hierottu kämmenten tarkkailemalla kipinä sähköinen purkaus. Gericke löytyi uudelleenjako staattisen sähkön pinnoille eri elimissä. Joka perustuu perustettu generaattorin alkoi kokeilla, keskelle XVIII vuosisadalla aineet jaetaan luokkiin (johtimet ja eristeet) ja etumerkki vastaa tuloksena kitka. Oli hartsimaisista (negatiivinen) ja lasin (positiivinen) sähköä.
Lisäkokeet avulla käyttöön vääntö saldo (ohuelle kierre) vahvistaa lain vetovoima ja torjunnassa välillä maksuja. Se teki Charles Coulomb. Hän kuvaili määrällisesti vuorovaikutusvoiman, vahvisti oletusta lineaarisuuden Hilbert voimalinjoihin sähkövarausten. Kesti lähes kaksi vuosisataa. Coulombin laki mahdollisti tutkijat antaa ensimmäisen selityksen käyttäytymisestä eristeitä ja johtimien sähkökentässä. Silloinkin se esittelee utelias laite, joka yllätys ja skeptikko ...
Elektroforus
Jos käyttäytyminen eristeiden sähkökentässä pitkään pysynyt tutkimaton takia Metallit Volta oppineet enemmän sähköä ja myöhemmin pystyi keksiä kuuluisan galvaaninen lähde teho. Puhumme elektroforuse. Laite ei ole kovin tunnettu Venäjällä, nostatti mielissä Länsi tutkijat, nyt toimii välttämätön osa opiskelijoiden toimintaa. Laite on nyt osoittaa (ja todistaa), sekä johtimet käyttäytyä sähkökentässä.
Elektroforus - staattinen generaattori manuaalinen palautus, metalli painatus kiinteä koko, paras tapa osoittaa staattista sähköä. Kuvitella, että kierros substraatti puun liimattu ohuin kumilevy. Volta sanoi, että paksua esiintyy huonommat ominaisuudet. Mutta hän ei voinut selittää syy. Muinoin ihmiset eivät tiedä, että eristeet on kyky varastoida energiaa sähkökentän sisäisessä rakenteessa. Periaatteena on nyt käytössä useimmissa kondensaattoreita.
Ohut osa vähemmän alan absorboidun ja lisää jäljellä pinnan varauksen muodossa. Kitka nopeasti kasvatettu vakio. Tämä seikka huomautti Volta. Vaadittu rengas hankaa. Volta teki tämän hyvästä villaa useita minuutteja.
Lopullinen isku muotoilu palvelee ohut metallilevy levy peittää täysin kumi. Paksuus valitaan vähemmän kuin ominaisuudet johtimen sähkökentän ilmestyi kirkkaampi. Mitä tapahtui elektroforuse:
- Operaattori hierotaan kumi muodostumista tiheä elektroni staattisen varauksen.
- Puhdistin villaa ja putosi päälle metallin levy.
- Kapellimestari sähköistetty vaikutus. Koska pinnan karheus yhteyspisteitä kohdistama pieni, pohjalevy on positiivisesti varautunut. Tämä johtuu ulosvirtaus elektronien ulos yläkenttään (ks. jäljempänä).
- Operaattori lyhyesti maadoittamalla yläosan levyn kevyt kosketus ja rikkoa pinnan.
- Alapinnalla metallin "tulostus" staattinen jäänyt vapaaksi positiivinen varaus.
Kokemukset toistettiin kymmeniä kertoja. Silminnäkijät sanovat satoja ja Voltan sanoi, että "vaikea päästä eroon nesteen kumi" ja tarjosi tehdä sitä auringonvalolta, kynttilän liekki, ja muita tehokkaita työkaluja. Ymmärtää, miten se toimii elektroforus, sinun täytyy olla käsitys käyttäytymistä johtimen sähkökentässä.
Käyttäytyminen johdin sähkökentässä
Jako johtimet, puolijohteiden ja eristeiden ehdollinen. Mitään selvää raja porrastus tehdään tiettyjen aineiden johtavuus. Johtimet hyvin johtava, dielektrinen käytännöllisesti katsoen mainitun laatua.
Ajatellaan tapausta yhtenäisessä kentässä suorat ja keskenään rinnakkaista voima, kuten useimmissa fysiikan oppikirjoista. Asetetaan jatkuvasti alalla metalli alkaa olla staattista sähköä, kuten on kuvattu edellä. Merkitys: kiristysköysien mennä siihen suuntaan, johon haluat siirtää positiivinen varaus - niin päätti Franklin. Mutta elektronit ovat negatiivisia, uida vastavirtaan.
Seurauksena, johdekuvion lähteestä alalla kerääntyy ylimäärä kantoaalloille, joilla on negatiivinen. Metallinen vastakkaisessa päässä positiivinen. Prosessi on seuraava:
- Kenttä tunkeutuu metallin.
- Explorer on täynnä vapaita varauksen kantajia liikkuvat pitkin kentän viivoja.
- Uudelleenjako prosessi etenee, kunnes oikea alalla elektronin radat ja vapaa atomien tasapainottaa ulkoisia vaikutuksia.
- Tämän vakio sähkökentän vaikutus on käytetty loppuun.
Mitä tapahtuu, jos kentän voimakkuus ei ole vakio ajan suhteen? Sanotaan, pinnalla tapahtuu sähkömagneettisen aallon, jolloin vuorottelevat liike elektronien molempiin suuntiin, jolloin vastaus sähkömagneettisen aallon. Joten, kapellimestari on suojausominaisuudet. Vaikuttavat vain puolet todistetaan teorian dynamiikan lisääminen. Tullakseen täydellinen suojaus vaikutus, se on tarpeen maahan metallia. Mitä tehdään käytännössä.
dielektrinen käyttäytyminen sähkökentässä
Johdonmukainen teoria käyttäytymisestä eristeiden sähkökentässä eivät nykyään. Fyysikot selittää, mitä tapahtuu tällä tavalla: paksu aineita dipolien muodostuu monimutkainen rakenne polymeerin tai amorfinen. Koko rakenne piilee nanoteknologian. Molekyyleillä on jousto-ominaisuuksia, tunkeutuisi kenttä ohjaa niitä vastaavasti. Positiivinen osa siirretään pitkin suuntaan kentän, ja negatiivinen - vastaan.
Dielektrinen kenttä pystyy varastoida energiaa. Sitä käytetään kondensaattoreita. On osoitettu, että niiden kapasiteetti on lisääntynyt monta kertaa yhtä suuri permittiivisyys materiaalin väliin elektrodien (ilma ja tyhjiö arvo on 1). Kuvaamme, mitä on tapahtumassa:
- Kondensaattori voi periä vain tasolle käytettävän jännitteen.
- Levyjen välinen luo kentän. Sen intensiteetti taso lasketaan kautta ero sähköisiä potentiaaleja.
- Kenttä vaikuttaa eriste. Dipolien sisällä alusta ohjataan siten, että se helposti irrottaa jännitystä alalla.
- Tämän seurauksena jännite levyjen yli pienenee, lataus käynnistetään uudelleen, kunnes raja määräytyy tyypin dielektrisen. Puhumme läpäisevyyttä aineen.
Eristeiden vapaassa tilassa ovat ilmaisseet maksu, tämä vaikutus on nimeltään polarisaatio - luomista kentän. Pyörimisen dipolien katsotaan olevan mekanismi, joka ilmenee ulkoisen vaikutuksen alaisena. Toiseksi perusmaksut lisäksi alkaa eriytyvät toisistaan. Dipoli venytetty. kimmovoimat tehdä panoksen alalla energiavaraston dielektrisen.
Staattista sähköä materiaalia ei voida soveltaa vaikutusvaltaa. Ne ovat hyvin sähköistetty kitkan ja kosketuksen. Mitkä insinöörit ovat tietoisia öljyliiketoiminnan. Massa tekee työtä estääkseen sähköistämistä polttoaineen, mikä räjähdysalttiin tilanteen. Se on helpottanut, että maksu on taipumus pysyä pinnalla aineen. Ja erityinen kammat helposti suorittaa neutralointi. Ne antavat sen öljy virtaustien ja poistetaan maadoituksen ylilatauksen.
