Dieltricos e condutores em um campo eléctrico

Dielétricos e condutores em um campo elétrico - o tema do artigo. O seguinte são os processos físicos que ocorrem dentro e fora do corpo. Aconselhados a ler os comentários sobre o tema do potencial elétrico e tensão.

Eletricidade e Magnetismo

Eletricidade tem sido conhecido desde os tempos antigos, mas a outra informação além do reconhecimento da existência do fenômeno não leva. Nós aprendemos apenas que o atrito estático é possível obter, eo caso parado. É difícil dizer isso publicamente antes, mas geólogos acreditam que o magnetismo é conhecido por pessoas desde século, pelo menos, o V aC. Os resultados indicam que as peças magnetizadas de rocha usado para o desconhecido na Turquia moderna.

Sabe-se que a sistematização de dados sobre o magnetismo começou mais cedo. O pioneiro foi agora conhecido, graças a um único documento, Peregrine. Em 1269, ele escreveu um manuscrito, que ele descreveu e dados sistematizados em ímãs, propôs um método para a orientação em viagens espaciais. Do latim "Peregrinus", "Pilgrim" - o viajante. Já na primeira propriedade do século AD ímã está ativamente explorada por marinheiros chineses. Peregrino dissecado um número de propriedades:

1. O ímã está sempre localizado na direção de norte a sul. Portanto, encontra os dois pólos. O mesmo nome de repelir e atrair oposta.
2. Se a ruptura ímã ao meio, resulta em duas peças completamente separado tendo as propriedades total do original. Obter pólo individualmente por meios simples não vai funcionar.

Com relação à eletricidade, física dar prioridade absoluta ao Gilbert. Este homem criou um tratado, onde ele coletou e sistematizou os dados disponíveis, um monte de experimentar por conta própria. Gilbert, coincidentemente envolvidos em comparação do magnetismo e eletricidade. Em 1600 ninguém pensava sobre a relação da matéria e não tinha nada a provar. Gilbert descobriu que a electricidade - na sua compreensão - considera-se uma substância fraco: a carga é facilmente lavado com água, peneirados e caracteriza-se por uma pequena força de interacção. Para a teoria e as gerações futuras fez uma observação importante:

• bola magnética do minério - Gilbert o chamou Terrell - comporta-se como um terreno com o sentido da ação na bússola.
• interacção eléctrica propaga linear. Consequentemente, Gilbert foi o primeiro a caracterizado correctamente as linhas de campo.

Levou dois séculos para a humanidade, para encontrar um efeito semelhante no fio com corrente. Os acima conduz à conclusão de que os estudos foram prejudicadas, em adição à Inquisição, a falta de gerador de electricidade - não há nada para levar a cabo experiências. cabelo âmbar Rub tedioso e ineficiente. Hilbert ilustração (ver. Fig.) Levou os investigadores a estudar a estrutura das linhas de força no futuro ajuda para explicar o comportamento de dieltricos e condutores em um campo magnético.

Gilbert é creditado com a primeira sistematização de materiais. Ele estava procurando por uma substância mostrando a capacidade de eletrificação foi listas diferentes. Na última aula tem a maioria dos metais, os primeiros - dielétricos. Hoje, ele descobriu que a carga estática é possível distribuir praticamente qualquer corpo. Mas adquirir atrito propriedades incomuns vantajosamente dielétricos. Assim, Gilbert materiais sistematizada em primeiro lugar, apesar de na altura em 1600 foi incapaz de dar explicações satisfatórias.

Acredita-se que o primeiro gerador eletrostático inventado por Otto von Guericke. eixo ferroviário bola de enxofre fiação esfregou com as palmas observando faísca descarga elétrica. Gericke encontrado redistribuição de eletricidade estática nas superfícies de corpos diferentes. Com base no gerador estabelecida começou a experimentar, para o meio das matérias do século XVIII foram divididos em classes (condutores e isoladores) e o sinal da carga de atrito resultante. Houve uma resinoso (negativo) e a electricidade vidro (positivo).

Outras experiências habilitados usando a balança de torção (em um fio fino) para estabelecer a lei da atração e repulsão entre as cargas. Ele fez Charles Coulomb. Descreveu para quantificar a força de interacção, confirmou a hipótese de linearidade Hilbert linhas de força de cargas eléctricas. Demorou quase dois séculos. Lei de Coulomb permitiu aos cientistas para dar a primeira explicação sobre o comportamento dos dielétricos e condutores em um campo elétrico. Mesmo assim, apresenta um curioso dispositivo capaz de surpresa e um cético ...

Elektroforus

Se o comportamento dos dielétricos em um campo elétrico por um longo tempo permaneceu inexplorado devido Metais Volta aprendi mais sobre a electricidade e mais tarde foi capaz de inventar a famosa fonte galvânica poder. Estamos falando de elektroforuse. O dispositivo não é muito bem conhecido na Rússia, agitou-se as mentes dos estudiosos ocidentais, agora serve como um elemento indispensável das atividades dos alunos. O dispositivo está agora a mostrar (e provar), ambos os condutores comportam de um campo eléctrico.

Elektroforus - gerador estático com reposição manual, tamanho de impressão de metal sólido, a melhor maneira de demonstrar a electricidade estática. Imagine que o substrato em volta de madeira colada folha de borracha mais fino. Volta dito que uma peça de espessura apresenta propriedades inferiores. Mas ele não podia explicar a razão. Nos tempos antigos as pessoas não sabem que os isoladores têm a capacidade de armazenar a energia do campo elétrico na estrutura interna. O princípio é agora usado na maioria dos capacitores.

Um pequeno pedaço de menos energia do campo absorvido e mais à esquerda na superfície sob a forma de carga. Fricção rapidamente trazido até padrão. Este fato apontado Volta. esfregue pneu necessário. Volta fez isso bom pedaço de lã por vários minutos.

O disco metálico fino desenho final do curso servido cobrindo completamente borracha. A espessura é escolhida a menos que as propriedades do condutor do campo eléctrico apareceu mais brilhante. O que aconteceu em elektroforuse:

1. Operador esfregou borracha para a formação de uma carga estática elétron densa.
2. Limpei lã e caiu em cima do disco de metal.
3. Condutor eletrificado influência. Uma vez que a rugosidade da superfície dos pontos de contacto exercida pouco, disco inferior é carregada positivamente. Isto é causado pela saída de elétrons ejetados campo superior (veja. abaixo).
4. Em seguida, o operador de ligação à terra brevemente a parte superior do disco de um toque de luz e quebrar a superfície.
5. No lado inferior da "impressão" metal estática permaneceu carga positiva livre.

A experiência foi repetida dezenas de vezes. Testemunhas dizem sobre as centenas, e Volta disse que "difícil de se livrar da borracha fluido" e se ofereceu para fazê-lo luz solar, chama de uma vela, e outras ferramentas poderosas. Para entender como funciona elektroforus, você precisa ter uma compreensão do comportamento de um condutor em um campo elétrico.

condutor comportamento num campo eléctrico

A divisão por condutores, semicondutores e isoladores condicionais. Sem gradação fronteira clara é realizada por condutividade substâncias específicas. Condutores bem condutora, dielétrica praticamente desprovida da referida qualidade.

Consideremos o caso de um campo uniforme com linhas rectas e paralelas entre si de força, como na maioria dos livros de física. Colocado num metal campo constante começa a ser carregado com electricidade estática, como descrito acima. Significado: linhas de tensão ir na direção que você deseja mover uma carga positiva - por isso decidiu Franklin. Mas os elétrons são negativos, nadar contra a corrente.

Como resultado, o padrão condutor do campo de origem acumula portadores excesso com sinal negativo. Uma extremidade oposta do metal positivo. O processo é o seguinte:

1. Campo penetra no metal.
2. Explorer é cheio de portadores de carga livres movendo-se ao longo das linhas do campo.
3. processo de redistribuição vai até órbitas de electrões adequados e campo átomos livres equilibra o impacto externo.
4. Neste efeito de campo elétrico constante está esgotado.

O que acontece se a intensidade do campo não é constante ao longo do tempo? Digamos que, na superfície da onda eletromagnética incidente, fazendo com que o movimento alternado de elétrons em ambos os sentidos, causando uma onda eletromagnética resposta. Assim, o condutor tem propriedades de blindagem. Afetam apenas metade do que é provado na teoria da dinâmica de propagação. Para tornar-se um efeito completo de blindagem, ele é obrigado a fundamentar metal. O que está sendo feito na prática.

comportamento dielétrico em um campo elétrico

teoria coerente sobre o comportamento dos dielétricos em um campo elétrico hoje não. Físicos explicar o que acontece da seguinte forma: nas substâncias grossas são dipolos presentes formados pela estrutura complexa do polímero ou amorfo. estruturas de tamanho encontra-se no campo da nanotecnologia. As moléculas possuem propriedades elásticas, que penetra no interior do campo dirige-los em conformidade. A parte positiva é deslocado ao longo da direcção do campo, e o negativo - contra.

O campo dielétrico é capaz de armazenar energia. Ele é usado em capacitores. Mostra-se que a sua capacidade é aumentada no número de vezes igual à permissividade do material colocado entre os eléctrodos (ar e o valor de vácuo é 1). Vamos descrever o que está acontecendo:

1. O capacitor é capaz de cobrar apenas até o nível da tensão aplicada.
2. Entre as placas cria um campo. Seu nível de intensidade é calculado através da diferença de potenciais elétricos.
3. O campo atua no isolador. Dipolos dentro início para ser guiado de modo a soltar facilmente o campo de tensão.
4. Como resultado, a tensão através das placas é reduzida, o processo de carregamento é reiniciado, até que o limite determinado pelo tipo de dieltrico. Nós estamos falando sobre a permeabilidade da substância.

Dielectrics no estado livre expressaram carga, este efeito é chamado de polarização - a criação do campo. A rotação dos dipolos é considerado para ser um mecanismo que se manifesta sob a influência externa. Em segundo lugar, as taxas básicas, além começar a se afastar. Dipolo esticado. forças elásticas fazer a contribuição para o campo de armazenamento de energia do dielétrico.

carga estática no material não pode ser aplicada influência. Eles são bem eletrificada pela fricção e toque. O que os engenheiros estão cientes do negócio do petróleo. Massa preciso esforço para evitar que a electrificação do combustível, resultando em uma situação explosiva. Ele é facilitado na medida em que a carga tende a permanecer sobre a superfície da substância. E pentes especiais facilmente realizada neutralização. Dão ao trajecto de escoamento de óleo e é removido na sobrecarga de ligação à terra.