Dielektrika og ledere i et elektrisk felt

Dielektrika og ledere i et elektrisk felt - temaet i artikkelen. Det følgende er de fysiske prosesser som skjer på innsiden og utsiden av kroppen. Anbefales å lese anmeldelser på temaet elektrisk potensial og spenning.

Elektrisitet og magnetisme

Elektrisitet har vært kjent siden antikken, men andre opplysninger i tillegg til anerkjennelse av eksistensen av fenomenet fører ikke. Vi lærte bare at den statiske friksjonen er mulig å få tak i, og saken stoppet opp. Det er vanskelig å si at offentlig før, men geologer mener at magnetisme er kjent for folk i hvert fall siden V-tallet f.Kr.. Funnene tyder på at de magnetiserte biter av stein som brukes for det ukjente i det moderne Tyrkia.

Det er kjent at systematisering av data om magnetisme begynte tidligere. Pioneren ble nå kjent, takket være et enkelt dokument, Peregrine. I 1269 skrev han et manuskript, som han beskrev og systematisert data på magneter, foreslått en metode for orientering i romfart. Fra det latinske "Peregrinus", "Pilgrim" - de reisende. Allerede i det første århundre e.Kr. magnet eiendommen er aktivt utnyttet av kinesiske sjømenn. Peregrine dissekert en rekke egenskaper:

1. Magneten er alltid plassert i retning fra nord til sør. Derfor finner de to polene. Det samme navnet frastøte og tiltrekke seg motsatt.
2. Hvis magneten pause i to, resulterer i to helt separat stykke med den fulle egenskaper av det opprinnelige. Få pole individuelt med enkle midler vil ikke fungere.

Med hensyn til elektrisitet, fysikk gi absolutt prioritet til Gilbert. Denne mannen skapte en avhandling, hvor han samlet inn og systematisert tilgjengelige data, mye eksperimentere på egen hånd. Gilbert, tilfeldigvis engasjert i sammenligning av magnetisme og elektrisitet. Ved 1600 ingen trodde om forholdet av saken og hadde ingenting å bevise. Gilbert funnet at den strøm - i hans forståelse - det er ansett som en svakt stoff: ladningen lett vaskes av med vann, vist og kjennetegnet ved en liten kraft for interaksjon. For teori og fremtidige generasjoner har gjort en viktig observasjon:

• Magnetisk ball fra malmen - Gilbert kalte ham Terrell - oppfører seg som en bakken med sans for action på kompasset.
• Elektrisk samhandling forplanter rett. Følgelig Gilbert var den første til korrekt karakterisert feltlinjene.

Det tok to århundrer for menneskeheten, for å finne en lignende effekt i tråd med gjeldende. Ovennevnte fører til den konklusjon at studiene ble hemmet, i tillegg til inkvisisjonen, mangel på elektrisitet generator - det er ingenting å utføre eksperimenter. Gni gult hår kjedelig og ineffektiv. Hilbert illustrasjon (se. Fig.) Blir bedt om forskere for å studere strukturen av kraftlinjene i fremtiden hjelp til å forklare virkemåten til dielektriske materialer og lederne i et magnetisk felt.

Gilbert er kreditert med den første systematisering av materialer. Han var på utkikk etter et stoff som viser evne til elektrifisering ble forskjellige lister. I den siste klassen fikk de fleste metaller, de første - dielectrics. I dag det funnet at statisk elektrisitet er mulig å distribuere nesten alle kroppen. Men friksjon erverve uvanlige egenskaper fordelaktig dielektrika. Således Gilbert første systematisert materialer, men på den tiden i 1600 var ute av stand til å gi tilfredsstillende forklaringer.

Det antas at den første elektrostatiske generator oppfunnet av Otto von Guericke. Svovel roterende ball skinneaksen gnidd med håndflatene observasjonsgnist elektrisk utladning. Gericke funnet omfordeling av statisk elektrisitet på overflaten av forskjellige organer. På grunnlag av den etablerte generatoren begynte å eksperimentere, til midten av XVIII århundre materialer ble delt inn i klasser (ledere og isolatorer), og fortegnet av ladningen av den resulterende friksjon. Det var et harpiksaktig (negativ) og glasset (positiv) elektrisitet.

Ytterligere eksperimenter er aktivert ved hjelp av torsjon balansen (på en tynn tråd) for å etablere loven om tiltrekning og frastøtning mellom ladningene. Det gjorde Charles Coulomb. Han beskrev å kvantifisere interaksjonen kraft, bekrefter den antagelse av linearitet Hilbert kraftlinjene av elektriske ladninger. Det tok nesten to århundrer. Coulomb lov tillot forskerne å gi den første forklaringen om oppførselen til dielectrics og ledere i et elektrisk felt. Selv da det presenterer en nysgjerrig enhet som kan overraskelse og en skeptisk ...

Elektroforus

Hvis oppførselen til dielectrics i et elektrisk felt i lang tid forble uutforsket grunn Metaller Volta lært mer om strøm og senere var i stand til å oppfinne den berømte galvanisk kilde makt. Vi snakker om elektroforuse. Enheten er ikke veldig godt kjent i Russland, hisset opp hodet av vestlige forskere, som nå fungerer som en uunnværlig del av elevenes aktiviteter. Enheten er nå vises (og bevise), begge ledere oppfører seg i et elektrisk felt.

Elektroforus - statisk generator med manuell reset, metall utskrift fast størrelse, den beste måten å demonstrere statisk elektrisitet. Forestille seg at runde substrat av tre limte tynneste gummiplate. Volta sa at et tykt stykke oppviser dårligere egenskaper. Men han kunne ikke forklare årsaken. I antikken folk ikke vet at isolatorene har evnen til å lagre energi av det elektriske feltet i den interne strukturen. Prinsippet brukes nå i de fleste av kondensatorer.

Et tynt stykke av mindre feltenergien absorberes og mer igjen på overflaten i form av omkostninger. Friksjon raskt brakt opp til standarden. Dette faktum pekte Volta. Må dekk gni. Volta gjorde dette godt stykke ull i flere minutter.

Den endelige slaglengde tjente tynn metallskive helt dekker gummi. Tykkelsen er valgt mindre enn egenskapene til lederen i den elektriske felt dukket lysere. Hva skjedde i elektroforuse:

1. Operatør gnidd gummi til dannelse av en tett elektron statisk ladning.
2. Jeg renset ull og falt på toppen av metall disk.
3. Dirigent elektrifisert innflytelse. På grunn av at overflateruheten av kontaktpunkter som utøves lite, blir bunnskiven positivt ladet. Dette er forårsaket av utstrømming av elektroner slynges ut toppfelt (se. nedenfor).
4. Da operatøren raskt å jorde den øvre del av skiven en lett berøring og bryte gjennom overflaten.
5. På undersiden av metal "utskrift" statisk forble fri positiv ladning.

Opplevelsen ble gjentatt mange ganger. Vitner sier om hundrevis, og Volta sa at "vanskelig å bli kvitt den flytende gummi" og tilbød seg å gjøre det sollys, stearinlys og andre kraftige verktøy. For å forstå hvordan det fungerer elektroforus, må du ha en forståelse av oppførselen til en leder i et elektrisk felt.

Opptreden leder i et elektrisk felt

Divisjon av ledere, halvledere og isolatorer betinget. Ingen klar grense gradering er utført av bestemte stoffer ledningsevne. Conductors godt ledende, dielektrisk praktisk talt fritt for nevnte kvalitet.

Tenk for eksempel på et ensartet felt med rette og innbyrdes parallelle kraftlinjer, som i de fleste fysikk lærebøker. Plassert i et konstant felt metall begynner å bli ladet med statisk elektrisitet som beskrevet ovenfor. Betydning: spenning linje gå i den retningen du ønsker å flytte en positiv ladning - så besluttet å Franklin. Men elektronene er negative, svømme mot strømmen.

Som et resultat av ledermønsteret fra kildefeltet akkumuleres overskytende bærere med negativt fortegn. En metall motsatte ende positiv. Prosessen er som følger:

1. Feltet penetrerer metallet.
2. Explorer er full av frie ladningsbærere som beveger seg langs feltlinjene.
3. Omfordeling prosess fortsetter inntil riktig felt elektronbanene og frie atomer balanserer den ytre påvirkning.
4. På dette konstant elektrisk felt effekt er oppbrukt.

Hva skjer hvis feltstyrken er ikke konstant over tid? La oss si, på overflaten av den innfallende elektromagnetiske bølgen, forårsaker den vekslende bevegelse av elektronene i begge retninger, forårsaker en reaksjon elektromagnetisk bølge. Så, har lederen en skjerming egenskaper. Påvirker bare halvparten av det er bevist i teorien om dynamikken i forplantning. For å bli en fullstendig skjerming effekt, er det nødvendig å jorde metall. Hva gjøres i praksis.

dielektrisk oppførsel i et elektrisk felt

Sammenhengende teori om oppførselen dielectrics i et elektrisk felt i dag ikke. Fysikere forklare hva som skjer på denne måten: i de tykke stoffer er til stede dipoler som dannes ved den komplekse strukturen av polymeren eller amorfe. Størrelse strukturer ligger i feltet av nanoteknologi. Molekyler har elastiske egenskaper, å trenge inn i feltet dirigerer dem deretter. Den positive del forskyves langs retningen av feltet, og den negative - mot.

Den dielektriske felt, er i stand til å lagre energi. Den brukes i kondensatorer. Det er vist at deres kapasitet blir øket i det antall ganger som er lik permittiviteten av materiale plassert mellom elektrodene (luft og vakuumverdi er lik 1). Vi skal beskrive hva som skjer:

1. Kondensatoren er i stand til å lade kun opp til nivået for den påtrykte spenning.
2. Mellom platene skaper et felt. Dens intensitetsnivå beregnes ved forskjellen av elektriske potensialer.
3. Feltet virker på isolatoren. Dipoler inne start ledes slik at den enkelt kan løsne strekkfelt.
4. Som et resultat, blir spenningen over platene reduseres, ladeprosessen startes på nytt, inntil grensen bestemmes av typen av dielektrikum. Vi snakker om permeabilitet av stoffet.

DIELECTRICS i fristaten har uttrykt kostnad, denne effekten kalles polarisering - etablering av feltet. Rotasjonen av dipolene er ansett for å være en mekanisme som gjør seg gjeldende under ytre påvirkning. For det andre, de grunnleggende avgifter i tillegg begynner å drive fra hverandre. Dipol strukket. elastiske krefter som gjør bidrag til feltet for energilagring av dielektrikumet.

Statisk ladning på materialet kan ikke brukes innflytelse. De er godt elektrifisert av friksjon og berøring. Hva ingeniører er klar over oljebransjen. Massa krever anstrengelser for å hindre elektrifisering av brennstoffet, noe som resulterer i en eksplosiv situasjon. Det lettes ved at chargen har en tendens til å holde seg på overflaten av stoffet. Og spesielle kammer lett utføres nøytralisering. De gir den til oljestrømningsbanen og fjernes på jordoverlading.