Diélectriques et conducteurs dans un champ électrique

Et conducteurs dans Diélectriques un champ électrique - le thème de l'article. Ce qui suit sont des processus physiques se produisant à l'intérieur et à l'extérieur du corps. Conseilla de lire les avis sur le sujet du potentiel électrique et de la tension.

Electricité et Magnétisme

L'électricité a été connue depuis les temps anciens, mais les autres informations, en plus de la reconnaissance de l'existence du phénomène ne conduit pas. Nous avons appris seulement que le frottement statique est possible d'obtenir, et le cas au point mort. Il est difficile de dire que publiquement avant, mais les géologues croient que le magnétisme est connu pour les personnes au moins depuis le Vème siècle avant JC. Les résultats indiquent que les pièces aimantées de roche utilisés pour l'inconnu en Turquie moderne.

On sait que la systématisation des données sur le magnétisme a commencé plus tôt. Le pionnier est maintenant connu, grâce à un seul document, Peregrine. En 1269, il a écrit un manuscrit, qu'il décrit et les données systématisées sur des aimants, a proposé une méthode d'orientation dans l'espace Voyage. De la « Peregrinus » latin « Pilgrim » - le voyageur. Déjà dans la première propriété aimant AD siècle est activement exploitée par des marins chinois. Peregrine disséqué un certain nombre de propriétés:

1. L'aimant est toujours situé dans la direction du nord au sud. Par conséquent, trouve les deux pôles. Le même nom et d'attirer repousser l'opposé.
2. Si la rupture de l'aimant en deux, se traduit par deux pièces complètement séparé ayant les propriétés complètes de l'original. Obtenez pôle individuellement par des moyens simples ne fonctionnent pas.

En ce qui concerne l'électricité, la physique donnent la priorité absolue à Gilbert. Cet homme a créé un traité, où il a recueilli et systématisé les données disponibles, beaucoup d'expérimenter eux-mêmes. Gilbert, engagé par hasard en comparaison du magnétisme et de l'électricité. En 1600, personne ne pensait au sujet de la relation de la matière et n'a rien à prouver. Gilbert a constaté que l'électricité - dans sa compréhension - il est considéré comme une substance faible: la charge est facilement lavé à l'eau, tamisée et caractérisée par une petite force d'interaction. Pour la théorie et les générations futures a fait une observation importante:

• boule magnétique du minerai - Gilbert l'a appelé Terrell - se comporte comme un terrain avec le sens de l'action sur la boussole.
• interaction électrique droite propage. Par conséquent, Gilbert a été le premier à correctement caractérisé les lignes de champ.

Il a fallu deux siècles pour l'humanité, pour trouver un effet similaire dans le fil avec le courant. Les pistes ci-dessus à la conclusion que les études ont été entravés, en plus de l'Inquisition, le manque de générateur d'électricité - il n'y a rien à faire des expériences. Frotter les cheveux d'ambre fastidieux et inefficace. Hilbert illustration (voir. Fig.) A incité les chercheurs à étudier la structure des lignes de force à l'avenir aider à expliquer le comportement des conducteurs et diélectriques dans un champ magnétique.

Gilbert est crédité de la première systématisation des matériaux. Il cherchait une substance montrant la capacité d'électrification a été des listes différentes. Dans la dernière classe a obtenu la plupart des métaux, les premiers - diélectriques. Aujourd'hui, il a constaté que la charge statique est possible de distribuer pratiquement tout organisme. Mais acquérir de friction des propriétés inhabituelles DIELECTRICS avantageusement. Ainsi, Gilbert premiers matériaux systématisée, bien qu'à l'époque en 1600 n'a pas pu donner des explications satisfaisantes.

On croit que le premier générateur électrostatique inventé par Otto von Guericke. filage de soufre axe du rail à billes frotté avec la paume d'observation décharge électrique d'allumage. Gericke trouvé la redistribution de l'électricité statique sur les surfaces des différents corps. Basé sur le générateur mis en place a commencé à expérimenter, au milieu des matériaux XVIII siècle ont été divisés en classes (conducteurs et isolants) et le signe de la charge du frottement résultant. Il y avait une électricité résineuse (négatif) et le verre (positif).

D'autres expériences ont permis de l'aide de la balance de torsion (sur un fil mince) pour établir la loi d'attraction et de répulsion entre les charges. Il a fait Charles Coulomb. Il a décrit de quantifier la force d'interaction, a confirmé l'hypothèse de linéarité des lignes de force Hilbert de charges électriques. Il a fallu près de deux siècles. La loi de Coulomb a permis aux scientifiques de donner la première explication sur le comportement des conducteurs et diélectriques dans un champ électrique. Même alors, il présente un dispositif curieux capable de surprise et sceptique ...

Elektroforus

Si le comportement des matériaux diélectriques dans un champ électrique pendant longtemps est resté inexploré en raison Métaux Volta a appris plus sur l'électricité et plus tard a pu inventer la célèbre source de galvanique puissance. Nous parlons de elektroforuse. Le dispositif n'est pas très bien connu en Russie, on a agité les esprits des savants occidentaux, sert aujourd'hui un élément indispensable des activités des élèves. Le dispositif est maintenant montrer (et prouver), les deux conducteurs se comportent dans un champ électrique.

Elektroforus - générateur statique avec réarmement manuel, impression en métal taille solide, la meilleure façon de démontrer l'électricité statique. Imaginons que le substrat de bois rond plus mince feuille de caoutchouc collé. Volta dit qu'une pièce épaisse présente des propriétés inférieures. Mais il ne pouvait pas expliquer la raison. Dans les temps anciens, les gens ne savent pas que les isolants ont la capacité de stocker de l'énergie du champ électrique dans la structure interne. Le principe est maintenant utilisé dans la majorité des condensateurs.

Un morceau mince de moins d'énergie de champ absorbé et plus à gauche sur la surface sous la forme de la charge. Friction rapidement mis aux normes. Ce fait Volta a. rub des pneus requis. Volta a fait ce bon morceau de laine pendant plusieurs minutes.

La conception de la course finale servi disque mince en métal recouvrant entièrement le caoutchouc. L'épaisseur est choisie de moins que les propriétés du conducteur dans le champ électrique sont apparues plus lumineux. Qu'est-il arrivé à elektroforuse:

1. Opérateur frotté caoutchouc pour la formation d'une charge électrostatique d'électrons dense.
2. Je nettoyais la laine et lâchée sur le dessus du disque métallique.
3. influence électrifiée Chef d'orchestre. Parce que la rugosité de surface des points de contact exercé peu, disque inférieur est chargé positivement. Cela est dû à l'écoulement des électrons éjectés champ supérieur (voir. ci-dessous).
4. Ensuite, l'opérateur de terre brièvement la partie supérieure du disque une touche de lumière et de briser la surface.
5. Sur la partie inférieure du métal « impression » statique est restée charge positive libre.

L'expérience a été répétée des dizaines de fois. Des témoins ont dit au sujet des centaines, et Volta a déclaré que « difficile de se débarrasser du caoutchouc liquide » et offert de le faire la lumière du soleil, flamme de bougie, et d'autres outils puissants. Pour comprendre comment cela fonctionne elektroforus, vous devez avoir une bonne compréhension du comportement d'un conducteur dans un champ électrique.

Comportement conducteur dans un champ électrique

Division par des conducteurs, des semi-conducteurs et des isolants conditionnels. Aucune gradation de limite claire est effectuée par la conductivité des substances spécifiques. Conductors bien conductrice, diélectrique pratiquement dépourvue de ladite qualité.

Considérons le cas d'un champ uniforme avec des lignes de force rectilignes et parallèles entre eux, comme dans la plupart des manuels de physique. Placé dans un métal de champ constant commence à être chargé d'électricité statique comme décrit ci-dessus. Signification: lignes de tension vont dans la direction que vous voulez déplacer une charge positive - donc décidé de Franklin. Mais les électrons sont négatifs, nager contre le courant.

Par conséquent, le motif conducteur du champ source accumule des porteurs en excès avec un signe négatif. Une extrémité métallique opposée positive. Le processus est le suivant:

1. Champ pénètre dans le métal.
2. Explorer est pleine de porteurs de charge libres se déplaçant le long des lignes de champ.
3. Procédé de redistribution va jusqu'à orbites appropriées d'électrons de champ et des atomes libres des soldes de l'impact externe.
4. A cet effet du champ électrique constant est épuisé.

Qu'advient-il si l'intensité du champ n'est pas constante au fil du temps? Disons que, sur la surface de l'onde électromagnétique incidente, ce qui provoque le mouvement alternatif des électrons dans les deux directions, ce qui provoque une réponse onde électromagnétique. Ainsi, le conducteur a des propriétés de blindage. Affecter seulement la moitié de celui-ci est prouvé dans la théorie de la dynamique de propagation. Pour devenir un effet de blindage complet, il est nécessaire au sol métallique. Que fait-on dans la pratique.

tenue diélectrique dans un champ électrique

théorie Cohérent sur le comportement des matériaux diélectriques dans un champ électrique d'aujourd'hui ne le font pas. Les physiciens expliquent ce qui se passe de cette façon: dans les substances épaisses sont des dipôles présents formées par la structure complexe du polymère ou amorphe. Les structures de taille se situe dans le domaine de la nanotechnologie. Molécules possèdent des propriétés élastiques, pénétrant à l'intérieur du champ les dirige en conséquence. La partie positive est déplacé le long de la direction du champ, et le négatif - contre.

Le champ diélectrique est capable de stocker de l'énergie. Il est utilisé dans les condensateurs. On montre que leur capacité est augmentée du nombre de fois égal à la permittivité du matériau placé entre les électrodes (l'air et de la valeur de vide est de 1). Nous allons décrire ce qui se passe:

1. Le condensateur est capable de charger seulement au niveau de la tension appliquée.
2. Entre les plaques crée un champ. Son niveau d'intensité est calculée par la différence des potentiels électriques.
3. Le champ agit sur l'isolant. Dipôles à l'intérieur de début à être guidés de façon à desserrer facilement le champ de tension.
4. En conséquence, la tension entre les plaques est réduit, le processus de charge est redémarré, jusqu'à ce que la limite déterminée par le type de diélectrique. Nous parlons de la perméabilité de la substance.

Diélectriques à l'état libre ont exprimé la charge, cet effet est appelé polarisation - la création du champ. La rotation des dipôles est considéré comme un mécanisme qui se manifeste sous l'influence extérieure. En second lieu, les frais de base, en plus commencent à la dérive. étiré dipolaire. les forces élastiques font contribution dans le domaine du stockage d'énergie du diélectrique.

La charge statique de la matière ne peut pas être appliquée influence. Ils sont bien électrifiées par friction et le toucher. Ce que les ingénieurs sont conscients de l'industrie pétrolière. Massa prend l'effort pour empêcher l'électrification du carburant, entraînant une situation explosive. Elle est facilitée par le fait que la charge a tendance à rester à la surface de la substance. Et peignes spéciaux faciles à effectuer une neutralisation. Ils donnent au chemin d'écoulement d'huile et est enlevé sur la surcharge de mise à la terre.