Dielettrici e conduttori in un campo elettrico

Dielettrici e conduttori in un campo elettrico - il tema di questo articolo. I seguenti sono i processi fisici che si verificano all'interno e all'esterno del corpo. Consigliato per leggere i commenti sul tema del potenziale elettrico e della tensione.

Elettricità e Magnetismo

L'elettricità è stata conosciuta fin dai tempi antichi, ma le altre informazioni, oltre a riconoscere l'esistenza del fenomeno non portare. Abbiamo imparato soltanto che l'attrito statico è possibile ottenere, e il caso in fase di stallo. E 'difficile dire che prima pubblicamente, ma i geologi ritengono che il magnetismo è noto per le persone almeno dal V secolo aC. I risultati indicano che i pezzi di roccia magnetizzati utilizzati per l'ignoto in Turchia moderna.

E 'noto che la sistematizzazione dei dati sul magnetismo è iniziata in precedenza. Il pioniere è stato ormai noto, grazie ad un unico documento, Peregrine. Nel 1269 scrisse un manoscritto, che ha descritto e dati sistematizzate sui magneti, ha proposto un metodo per l'orientamento nei viaggi spaziali. Dal latino "Peregrinus", "Pellegrino" - il viaggiatore. Già nel primo secolo dC proprietà magnete è attivamente sfruttata dai marinai cinesi. Peregrine sezionato una serie di proprietà:

1. Il magnete si trova sempre in direzione da nord a sud. Pertanto, trova i due poli. Lo stesso nome respingere e attrarre in modo opposto.
2. Se l'interruzione magnete a metà, si traduce in due pezzi completamente separato avente le proprietà complete dell'originale. Ottenere la pole singolarmente con mezzi semplici non funzionano.

Per quanto riguarda l'elettricità, la fisica danno la priorità assoluta a Gilbert. Questo uomo ha creato un trattato, dove ha raccolto e sistematizzato i dati disponibili, un sacco di sperimentare per conto proprio. Gilbert, per coincidenza impegnati in confronto del magnetismo ed elettricità. Nel 1600 nessuno ha pensato al rapporto della materia e non aveva nulla da dimostrare. Gilbert trovato che l'elettricità - nella sua comprensione - è considerato una sostanza debole: la carica viene facilmente lavato con acqua, vagliata e caratterizzato da una piccola forza di interazione. Per la teoria e le generazioni future ha fatto un'osservazione importante:

• sfera magnetica dal minerale - Gilbert lo chiamava Terrell - si comporta come una terra con il senso di azione sulla bussola.
• L'interazione elettrica si propaga diritta. Di conseguenza, Gilbert fu il primo ad caratterizzata correttamente le linee di campo.

Ci sono voluti due secoli per l'umanità, per trovare un effetto simile nel filo con la corrente. I cavi sopra alla conclusione che gli studi sono stati ostacolati, oltre alla Inquisizione, la mancanza di generatore di elettricità - non c'è nulla da effettuare esperimenti. capelli ambra Rub noioso e inefficiente. Hilbert illustrazione (vedi. Fig.) Ha spinto i ricercatori a studiare la struttura delle linee di forza nel futuro di aiuto per spiegare il comportamento di dielettrici e conduttori in un campo magnetico.

Gilbert è accreditato con la prima sistemazione di materiali. Cercava una sostanza che mostra la capacità di elettrificazione è stato liste diverse. Nella ultima classe ha ottenuto la maggior parte dei metalli, i primi - dielettrici. Oggi, ha dichiarato che la carica statica è possibile distribuire praticamente qualsiasi organismo. Ma attrito acquisiscono proprietà insolite dielettrici vantaggiosamente. Così, Gilbert primo sistematizzò materiali, anche se al momento nel 1600 era in grado di dare spiegazioni soddisfacenti.

Si ritiene che il primo generatore elettrostatico inventato da Otto von Guericke. asse ferroviario palla zolfo filatura strofinato con le palme osservazione scarica elettrica scintilla. Gericke trovato ridistribuzione di elettricità statica sulle superfici dei corpi differenti. Sulla base del generatore stabilita ha cominciato a sperimentare, al centro dei materiali XVIII secolo sono stati suddivisi in classi (conduttori e isolanti) e il segno della carica dell'attrito risultante. C'era un resinoso (negativo) e l'elettricità vetro (positivo).

Ulteriori esperimenti abilitati utilizzando la bilancia di torsione (su un filo sottile) per stabilire la legge di attrazione e repulsione tra le cariche. Ha fatto Charles Coulomb. Ha descritto per quantificare la forza di interazione, ha confermato l'assunzione di linearità linee di Hilbert di forza di cariche elettriche. Ci sono voluti quasi due secoli. La legge di Coulomb ha permesso agli scienziati di dare la prima spiegazione circa il comportamento dei dielettrici e conduttori in un campo elettrico. Anche allora si presenta un dispositivo curioso capace di sorpresa e uno scettico ...

Elektroforus

Se il comportamento dei dielettrici in un campo elettrico per lungo tempo rimasto inesplorato dovuta Metalli Volta imparato di più su di energia elettrica e in seguito è stato in grado di inventare la famosa fonte galvanica il potere. Stiamo parlando di elektroforuse. Il dispositivo non è molto conosciuto in Russia, suscitato le menti degli studiosi occidentali, ora serve come un elemento indispensabile delle attività degli studenti. Il dispositivo è ora visualizza (e dimostrare), entrambi i conduttori si comportano in un campo elettrico.

Elektroforus - generatore statico con riarmo manuale, la stampa in metallo formato solido, il modo migliore per dimostrare l'elettricità statica. Immaginiamo che il substrato tronco di legno incollato foglio di gomma sottile. Volta detto che un pezzo spesso presenta proprietà inferiori. Ma non poteva spiegare il motivo. Nei tempi antichi la gente non sa che gli isolatori hanno la capacità di immagazzinare l'energia del campo elettrico nella struttura interna. Il principio è ora utilizzato nella maggior parte dei condensatori.

Un pezzo sottile di meno energia assorbita e campo più lasciato sulla superficie sotto forma di carica. Attrito rapidamente portato a norma. Questo fatto ha sottolineato Volta. Richiesto strofinare pneumatico. Volta ha fatto questo bel pezzo di lana per diversi minuti.

Il disco di metallo sottile disegno finale corsa servito ricoprendo completamente gomma. Lo spessore viene scelto meno che le proprietà del conduttore nel campo elettrico apparso più luminoso. Che cosa è successo in elektroforuse:

1. Operatore strofinato gomma per la formazione di una carica statica densa di elettroni.
2. Ho pulito lana e lasciato cadere sulla parte superiore del disco metallico.
3. Conduttore elettrizzato influenza. Poiché la rugosità superficiale dei punti di contatto esercitata poco, disco inferiore è caricato positivamente. Ciò è causato dalla fuoriuscita di elettroni emessi campo superiore (vedi. qui di seguito).
4. L'operatore a terra brevemente la parte superiore del disco un tocco leggero e rompere la superficie.
5. Sul lato inferiore della "stampa" in metallo statica rimasta carica positiva gratuito.

L'esperienza è stata ripetuta decine di volte. I testimoni dicono circa le centinaia, e Volta ha detto che "è difficile sbarazzarsi di gomma fluida" e si offrì di farlo luce del sole, fiamma di una candela, e altri strumenti potenti. Per capire come funziona elektroforus, è necessario avere una comprensione del comportamento di un conduttore in un campo elettrico.

Comportamento conduttore in un campo elettrico

La divisione per conduttori, semiconduttori ed isolanti condizionali. Nessuna chiara gradazione confine è svolta da sostanze conducibilità specifica. Conduttori ben conduttivo, dielettrico praticamente privo di detta qualità.

Si consideri il caso di un campo uniforme con linee rette e reciprocamente parallele di forza, come nella maggior parte testi di fisica. Collocato in un metallo campo costante comincia ad essere caricata elettrostaticamente come descritto sopra. Significato: linee di tensione vanno nella direzione che si desidera spostare una carica positiva - quindi abbiamo deciso di Franklin. Ma gli elettroni sono negativi, nuotare contro corrente.

Di conseguenza, il modello conduttore del campo di origine accumula portatori in eccesso con segno negativo. Un'estremità opposta metallo positivo. Il processo è il seguente:

1. Il campo penetra il metallo.
2. Explorer è pieno di portatori di carica liberi si muovono lungo le linee del campo.
3. processo di ridistribuzione va fino orbite campo elettroni adeguati e atomi liberi equilibra l'impatto esterno.
4. A questo effetto di campo elettrico costante è esaurito.

Cosa succede se l'intensità del campo non è costante nel tempo? Diciamo, sulla superficie dell'onda elettromagnetica incidente, causando il movimento alternato degli elettroni in entrambe le direzioni, provocando un'onda elettromagnetica risposta. Così, il conduttore ha una proprietà di schermatura. Riguardano solo la metà è dimostrato nella teoria della dinamica di propagazione. Per diventare un effetto schermante completa, è richiesto a massa metallica. Cosa si sta facendo in pratica.

comportamento dielettrico in un campo elettrico

teoria coerente circa il comportamento dei dielettrici in un campo elettrico di oggi non lo fanno. Fisici spiegano cosa che accade in questo modo: in sostanze spesse sono dipoli presenti formate dalla complessa struttura del polimero o amorfo. strutture dimensioni si trova nel campo delle nanotecnologie. Molecole possiedono proprietà elastiche, penetrando all'interno del campo li dirige conseguenza. La parte positiva viene spostato lungo la direzione del campo, e il negativo - contro.

Il campo dielettrico è in grado di immagazzinare energia. E 'utilizzato in condensatori. Si dimostra che la loro capacità è aumentata del numero di volte pari al permettività del materiale posto tra gli elettrodi (aria e il valore di vuoto è 1). Noi descrivere ciò che sta accadendo:

1. Il condensatore può caricare solo fino al livello della tensione applicata.
2. Tra le piastre crea un campo. Il livello di intensità viene calcolata mediante la differenza di potenziale elettrico.
3. Il campo agisce sul isolatore. Dipoli interni inizio per essere guidati in modo da sciogliere facilmente il campo di tensione.
4. Come risultato, la tensione attraverso le piastre si riduce, il processo di carica viene riavviato, fino al limite determinato dal tipo di dielettrico. Stiamo parlando della permeabilità della sostanza.

Dielettrici in libero Stato hanno espresso carica, questo effetto è chiamato polarizzazione - la creazione del campo. La rotazione dei dipoli è considerata un meccanismo che si manifesta sotto influenza esterna. In secondo luogo, le spese di base, oltre cominciano ad allontanarsi. Dipole allungato. forze elastiche rendono contributo al campo dell'immagazzinamento dell'energia del dielettrico.

carica statica sul materiale non può essere applicato influenza. Sono ben elettrizzati per attrito e il tatto. Ciò che gli ingegneri sono a conoscenza del business del petrolio. Massa prende sforzo per impedire l'elettrificazione del combustibile, con conseguente situazione esplosiva. È facilitato dal fatto che la carica tende a rimanere sulla superficie della sostanza. E pettini speciali eseguiti facilmente neutralizzazione. Essi conferiscono al percorso del flusso di petrolio e viene rimosso il sovraccarico di messa a terra.